какое назначение имеет дежурная дуга при импульсно дуговой сварке наплавке неплавящимся электродом
Импульсно-дуговая сварка в защитных газах
Технологические возможности дуговой сварки в защитных газах можно значительно расширить, если применять в качестве источника тепла импульсную (пульсирующую) дугу. Сущность способа сварки импульсной (пульсирующей) дугой состоит в том, что скорость и количество вводимой в изделие теплоты определяются режимом пульсации дуги, который в свою очередь устанавливается по определенной программе в зависимости от свойств свариваемого материала, его толщины, пространственного положения шва и т. п. При сварке неплавящимся электродом импульсная дуга предназначена для регулирования процесса проплавления основного металла и формирования шва, при сварке плавящимся электродом — для регулирования процесса расплавления и переноса электродного металла.
Сварка вольфрамовым электродом. В этом процессе дуга пульсирует с постоянным заданным соотношением импульса и паузы (рис. 2.5). Сплошной шов получают путем расплавления отдельных точек с определенным перекрытием.
Регулярность повторных возбуждений в начале каждого импульса, а также пространственная устойчивость дуги обеспечиваются благодаря горению в промежутках между импульсами маломощной дежурной дуги (ток порядка 10—15% от тока в импульсе). Дежурная дуга во время паузы не оказывает существенного влияния на глубину проплавления. За счет правильного подбора соотношения токов импульсной и дежурной дуг можно полностью устранить кратеры в точках и, таким образом, уменьшить перекрытие точек и повысить скорость сварки.
Основными параметрами импульсно-дугового процесса сварки являются длительности импульса tи и паузы tп, длительность цикла сварки Тц=tи+tп и шаг точек s = = vсв(tи + tп), где vсв — скорость сварки.
Безразмерная величина G = tп/tи является одним из технологических параметров, характеризующих проплавляющую способность периодически горящей дуги при заданных энергии импульса и длительности цикла. Эта величина называется жесткостью режима. Крайними значениями жесткости режима можно характеризовать способ дуговой сварки. Так, для обычной сварки непрерывно горящей дугой жесткость G=0, а для дуговой точечной сварки G=∞. Варьируя параметрами импульсного процесса, можно эффективно воздействовать на форму и размеры сварочной ванны, кристаллизацию металла, а также на формирование шва, временные и остаточные деформации и другие показатели процесса сварки.
В отношении проплавляющей способности импульсная дуга наиболее эффективна при сварке тонколистовых материалов толщиной 2—3 мм и меньше. Благодаря более эффективному использованию поверхностного натяжения металла при импульсно-дуговой сварке улучшаются условия формирования шва в различных пространственных положениях. Это обусловило широкое применение импульсной дуги при сварке вертикальных, горизонтальных и потолочных швов на металлах широкого диапазона толщин, а также при автоматической сварке неповоротных стыков труб.
Основные технологические рекомендации по импульсно-дуговой сварке тонколистовых материалов такие же, как и при сварке постоянной дугой. При выборе режима сварки большое значение имеет шаг точек (табл. 2.8).
Для импульсно-дуговой сварки применяются источники питания серии ВСВУ, ТИР либо широко используемые сварочные преобразователи постоянного тока с прерывателями и регуляторами тока.
Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом (ИДСП) применяется в подавляющем большинстве случаев при непрерывном горении дуги, на основной сварочный ток которой периодически накладываются импульсы тока с частотой в несколько десятков герц. В результате электродинамическая сила становится преобладающей, что вызывает отделение капли. При ИДСП происходит управляемый перенос металла с частотой переноса равной (или кратной) частоте импульсов, в то время как среднее значение тока может быть небольшим и значительно меньшим критического. По сравнению со сваркой неплавящимся электродом ИДСП позволяет в 3—8 раз повысить производительность процесса и значительно снизить сварочные деформации при практически одинаковом качестве сварных соединений. ИДСП может применяться для конструкций ответственного назначения из разных марок сталей, алюминиевых, медных, никелевых сплавов и титана толщиной от 1 до 50 мм при выполнении швов во всех пространственных положениях. Благодаря высокой пространственной стабилизации дуги и возможности применения вылета электрода большой длины этот процесс может быть успешно применен для сварки стыковых соединений толстолистовых материалов с узкощелевой подготовкой кромок.
К отечественному оборудованию для ИДСП относятся генераторы импульсов ГИД-1 и ГИ-ИДС, импульсные выпрямители НУП-1, ВДГИ-301 и полуавтомат ПДИ-303.
Наибольшее распространение ИДСП получила для сварки алюминиевых сплавов толщиной ≥15 мм и специальных сталей толщиной > 1 мм.
Для каждого сварочного тока должны быть выбраны оптимальные частота и энергия импульсов. Частоту 50 Гц следует применять при малых токах, когда использование частоты 100 Гц невозможно. При токах свыше 70—100 А следует применять частоту 100 Гц, так как при частоте 50 Гц увеличивается чешуйчатость шва, его пористость и дымообразование. В табл. 2.9 приведены рекомендуемые режимы для ИДСП в аргоне.
Техника ИДСП в нижнем положении не отличается от техники обычной полуавтоматической сварки плавящимся электродом. Сварка вертикальных швов производится снизу вверх. Сварку стальных конструкций толщиной до 2 мм можно выполнять сверху вниз. При импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом алюминиевых сплавов толщиной >4 мм рекомендуется совершать поперечные колебания.
Скорость подачи проволоки выбирается из условия ведения сварки, в режиме короткой дуги, но без замыканий дугового промежутка, в зависимости от ее диаметра и сварочного тока (табл. 2.10).
Волченко В.Н. «Сварка и свариваемые материалы. том 2»
Импульсная сварка: особенности и характеристики процесса
Что собой представляет импульсная сварка
Процесс создания сплошных сварных швов посредством расплавления в определенных точках при последующем их покрытии получил название импульсной сварки. Оборудование, имеющее данную функцию, в перерывах между регулярно повторяемыми импульсами работает в состоянии дежурной дуги малой мощности, пропускающей только часть импульсного тока.
Такая дуга в паузах между возбуждениями импульса не оказывает существенного влияния на глубину расплавления металла. За счет этого достигается устойчивое горения дуги в пространстве, целиком устраняются кратеры из сварных точек при уменьшении требуемых участков перекрытия в месте сварного шва.
Выбор целесообразного отношения токов дуг (импульсной и дежурной) способен также значительно ускорить процесс сварки.
Используя импульсную дугу в виде источника тепла, можно существенно расширить возможности традиционной сварки дугой в защитной газовой среде.
Технология импульсно-дуговой сварки характеризуется режимами пульсации дуги (объемом и скоростью введения теплоты в заготовку).
Они определяются определенной программой, исходя из толщин и свойств соединяемых материалов, а также положения швов в пространстве и др.
Если сварка ведется неплавящимися электродами, то импульсная (или пульсирующая) дуга служит инструментом воздействия на основной металл с образованием шва.
При использовании плавящихся электродов она предназначается для регулирования операций плавления и перенесения металла электрода. В ходе процесса импульсно-дуговой сварки с помощью электродов из вольфрама пульсация дуги имеет постоянно заданное отношение импульсов к паузам.
Получение сплошного соединения достигается посредством расплавления отдельно взятых точек при их покрытии впоследствии.
Применение имульсной сварки
К важнейшим параметрам, характеризующим этот процесс, относят продолжительности импульсов с паузами, всего цикла и шаг точек со скоростью сваривания.
Способность к проплавлению пульсирующей дуги с заранее установленной продолжительностью цикла и импульса определяется импульсным режимом сварки, его жесткостью. Этот параметр технологии в своем крайнем значении характерен для дугового варианта сварки.
При традиционной сварке дугой постоянного горения он равен нулю, а при точечной сварке дугой стремится к бесконечности.
Регулируя импульсные характеристики, можно оказывать воздействие как на размер с формой зоны сваривания, процесс кристаллизации металлов, так и на образование швов, остаточные либо временные деформации, прочие характеристики хода сварки. При определении режима сварки этим способом немаловажное значение придается шагу точек, особенно при соединении тонколистовых материалов.
Способность к проплавлению пульсирующей дуги дает наибольший эффект при импульсной сварке алюминия с толщинами листов менее 3 мм.
Возможность рационального применения поверхностного натяжения металлов в ходе импульсно-дуговой сварке создает необходимые условия для должного формирования шва независимо от его положения в пространстве.
Этим объясняется активное применение свойств импульсной дуги при выполнении швов в потолочном, вертикальном либо горизонтальном положении на металлоизделиях самого большого диапазона толщин и для соединения автоматической сваркой участков труб с неповоротными стыками.
В аппаратах импульсной сварки в виде источника питания чаще всего применяются сварочные преобразователи, оснащенные регуляторами тока с прерывателями, работающие на постоянных токах.
Использование в них плавящихся электродов целесообразно в ситуациях, когда горение дуги постоянно, а на обычный сварочный ток время от времени накладывается импульсный. Преобладание при этом электродинамической силы приводит к отделению капли.
Таким образом осуществляется направляемый перенос металла по частоте соизмеримый с импульсами при значении тока, на порядок меньшем, чем критическое.
Поэтому, в отличие от применения неплавящихся электродов, точечная импульсная сварка с помощью плавящегося электрода намного производительнее и позволяет существенно снижать сварочную деформацию с равными качественными характеристиками получаемых соединений.
Она наиболее эффективна в конструкциях важного назначения, выполненных из сталей различных марок, сплавов меди, никеля, алюминия и титана для швов любых пространственных ориентаций. Этот вариант сварки способствует хорошей стабилизации дуги в пространстве.
Учитывая способность вылета электродов больших длин, его эффективно применять при осуществлении стыковых соединений при обработке кромок с узкими щелями из толстых листов металла.
Особенности магнитно-импульсной сварки
В принципе действия магнитно-импульсной сварки лежит использование силы электромеханического действия вихревых токов.
При наведении на стенки обрабатываемого изделия они пересекаются с линиями магнитных сил импульсного поля и с магнитным потоком.
Одновременно электроэнергия превращается в механическую, а импульсы давления магнитного поля воздействуют на детали напрямую, без помощи специальных передающих сред.
Процесс такой сварки предполагает мгновенную передачу давления обрабатываемой заготовке на скорости магнитных полей, а в движение приводятся не только определенные участки, а деталь полностью.
Чтобы обеспечить последовательное передвижение контактирующей зоны, заготовки помещают соединяемыми кромками под углом друг к другу. Соединение формируется в ходе соударений сопряженных деталей.
Одновременно происходит очищение кумулятивной струей соединяемых поверхностей от грязи и окислов и пластическая деформация поверхностных слоев материалов с образованием между ними химических связей.
Соединение магнитно-импульсным способом осуществляется по трем традиционным схемам импульсной сварки: обжатие изделий из трубчатых материалов, их раздача и деформирование листового материала.
В первом случае используют индуктор, обхватывающий изделие, во втором – его помещают внутрь заготовки, а в третьем – применяется плоский индуктор.
Во избежание деформаций тонкостенных деталей в ходе сварки во внутренность труб вставляются специальные металлические оправки, которые удаляются по завершении работ.
Применение данной технологии сварки наиболее эффективно в производстве различных конструкций из трубчатых деталей, свариваемых как между собой, так и в сочетаниях с другими заготовками.
Использование возможностей импульсной лазерной сварки необходимо при соединении плоских заготовок по внутренним либо наружным контурам.
При этом возможна сварка различных материалов в любых сочетаниях в широком диапазоне толщин.
Разбираемся в импульсной сварке
Сегодня успешно применяется множество сварочных технологий: контактная, электродуговая, импульсная, лазерная сварка, несколько узкоспециализированных техник сваривания металлов.
Современным и наиболее эффективным методом считается импульсная высококачественная сварка, при которой используется специальное сварочное оборудование.
Данная методика разрабатывалась как альтернатива дуговой сварки, более производительная и универсальная в применении.
Особенности импульсной методики сварки
Сущность данной технологии заключается в соединении металлов при помощи непродолжительных микроимпульсов, источником тока для которых является аккумулятор, подсоединенный к электрической цепи.
Главная отличительная черта метода – возможность получать неразъемные соединения отдельных деталей, выполненных из металлов разного состава.
Для осуществления сварочных работ с помощью импульсного тока нужно использовать специализированные инструменты: сварочник, расходники.
Расходными материалами могут выступать неплавящиеся, плавящиеся электроды, зависимо от выбора которых сварочные работы могут производиться по двум вариантам:
Импульсная сварка – это контролируемый цикличный процесс перенесения металла в защитной газовой среде:
Принцип работы на импульсных установках основан на преобразовании напряжения сети в постоянное напряжение, а затем в высокочастотное. Сварочник включает:
Параметры сварки импульсного типа
Схема достаточна простая, позволяет выполнять работы самостоятельно, при этом получать надежные, высокопрочные соединения изделий из разного состава сталей, цветных металлов, прочих материалов.
Сварочный процесс не требует большого количества времени, для работы используется запас энергии аккумулятора (сетевого приемника), который предварительно подзаряжается от электросети до необходимого значения.
Сварочные агрегаты импульсного типа не дают возможность разбрызгиваться расплавленным металлическим частицам, позволяют получать самодельные швы.
Дуга импульсная, дежурная должны выставляться в точном значении, чтобы рабочий процесс прошел максимально эффективно, безопасно, на участках стыковки отдельных металлических элементов не будут образовываться кратеры.
Данная технология имеет собственные отличительные особенности, главной из которых является жесткость режима. Этот параметр характеризует продолжительность микроимпульса. Если сварщик поменяет некоторые настройки процесса сварки, он может изменить сварочные параметры. Плюс к этому форму сварочной ванны можно корректировать, а также можно контролировать кристаллизационный процесс металла. Существует возможность нормализации самодельного сварного шва, настраивать пределы возможной деформации благодаря некоторым функциям установок.
Импульсная сварка часто применяется для соединения листового металла толщиной более 3 мм. Технология идеально подходит для формирования шовных соединений в разных пространственных проекциях.
Благодаря данной технологии соединения металлических образцов, рабочий режим которой настраивается сварщиком, можно отметить ее следующие достоинства:
Вывод
Применяя импульсный режим сварки, максимально эффективного результата можно достичь, пользуясь плавящимися электродами. Особенно важно пользоваться такой сваркой при необходимости наложения корневого слоя.
Сергей Одинцов
Импульсная и контактная сварка – особенности, преимущества и недостатки
Наибольшее распространение в современном производстве получила полуавтоматическая сварка. Ее основные достоинства – высокая производительность и широкий спектр толщин свариваемых металлов. Однако и она не лишена недостатков.
Недостатки полуавтоматической сварки
Главным минусом полуавтоматической сварки является разбрызгивание металла. Это особенно заметно при использовании углекислого газа в качестве защитного. При этом около 30 % сварочной проволоки не попадает в шов.
При использовании смеси аргона с углекислым газом ситуация улучшается, но полностью проблема не решается. Брызги металла требуют зачистки и портят внешний вид изделия. Это особенно критично при работе с тонкими материалами или цветными металлами.
Решить эту проблему призвана импульсная сварка.
Что такое импульсно-дуговая сварка
Импульсно-дуговая сварка стала возможной после изобретения инверторного источника энергии. Она представляет собой контролируемый процесс переноса металла в среде защитного газа. Такой метод используется при работе с алюминием и нержавеющей сталью. Суть его состоит в цикличном повторении следующего процесса:
Высокое качество швов возможно благодаря точному управлению импульсами сварочного тока. Одновременно обеспечивается отсутствие разбрызгивания. Частота импульсов варьируется в диапазоне 30-300 Герц. Каждый из них обеспечивает перенос в сварочную ванну только одной капли металла. Пример такого сварочного аппарата – MERKLE HIGHPULSE 350 DW.
Зачем нужен защитный газ
Во время процесса сварки расплавленный металл в сварочной ванне может контактировать с воздухом из окружающей среды. При этом в результате реакции с кислородом образуется оксид металла. Это пористое и хрупкое соединение. Защитный газ необходим для предотвращения его образования. Он вытесняет кислород из рабочей зоны и служит своеобразным барьером.
Аккуратный шов, заваренный импульсно-дуговой сваркой
Отличия импульсно-дуговой сварки от классической полуавтоматической
Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом имеет ряд отличий от классической полуавтоматической:
Преимущества импульсно-дуговой сварки
Недостатки
Контактная сварка изделий
Контактная импульсная сварка
Импульсная контактная сварка является еще одним известным способом соединения металлов. Другое ее название – резистивная сварка или сварка плавлением. Она кардинально отличается от импульсной дуговой сварки. В данном случае через два отдельных изделия импульсами пропускается электрический ток.
В точке контакта соединяемых элементов из-за высокого сопротивления происходит резистивный нагрев. При увеличении силы тока температура в месте контакта изделий повышается настолько, что металл расплавляется. В итоге образуется точечный сварной шов.
Для таких целей предназначена, например, машина контактной сварки BLUEWELD PCP 28.
Контактная сварка – это эффективный и экономный способ соединения металлов. Если ограничить величину электрического тока, можно добиться слабого соединения металлов. Это явление можно использовать для прихватки деталей перед их сваркой.
Импульсная сварка является безусловным достижением технологии соединения металлов с применением электрического тока. Она позволяет качественно выполнять такие виды работ, которые не в состоянии обеспечить классическая полуавтоматическая сварка.
Импульсная сварка
Наиболее востребованным способом соединения поверхностей является импульсная сварка. Существует несколько кардинально отличающихся разновидностей сваривания, использующихся в определенных конкретных ситуациях.
Различают несколько типов сварки:
Импульсный способ соединения материалов является наиболее продвинутым и усовершенствованным благодаря специализированному сварному агрегату.
Данный способ разрабатывался с целью замещения рядового сваривания по дуговой технологии.
Характеристики сваривания
Импульсно дуговая сварка осуществляется собственными руками мастеров, что позволяет лично контролировать качество швов. Сварочные работы не отнимают длительного времени, благодаря чему имеется возможность применять запасенную энергию специального приемника. Зарядка этого устройства выполняется от обычного электрической линии без перегрузки общей сети.
Применение сварочного аппарата позволяет избежать разбрызгивающего эффекта в процессе соединения. Нововведения в разработке передовых сварочных устройств открыли возможность создавать самодельные шовные соединения. Благодаря одновременному нагреву и расплавлению отдельных компонентов сварных поверхностей качество шва остается превосходным.
Для безопасного и правильного использования сварочного агрегата необходимо заблаговременно выставлять дежурную и импульсную дуги согласно правильным параметрам. Если все подготовительные работы выполнены верно, возможность появления кратеров в стыковых местах полностью исключается.
Основными технологическими особенностями импульсной сварки считаются:
Импульсный режим сварки применяется для скрепления листов из металлических сплавов с толщиной, равной 3 мм. Технология способна справиться со свариванием конструкций в отличных от стандартных пространственных плоскостях. Для обеспечения бесперебойного питания импульсного агрегата потребуется несколько преобразователей тока.
Разновидности импульсной сварки и их мельчайшие нюансы
Если заняться классификацией разновидностей импульсного режима сваривания можно выделить следующие обособленные разновидности:
Аппарат импульсной сварки, основанный на конденсаторной технологии, характеризуется большим разбросом доступного диапазона тока. Среди таких устройств имеются модели малой мощности, также полностью противоположные агрегаты высоких мощностей.
Сварочное устройство позволяет успешно дозировать энергию, которая необходима для поддержания определенного типа сварки. Для конденсаторного режима дозировки должны происходить в жестком режиме, что обеспечивает постоянный нагрев заготовок.
Применяется конденсаторный режим сварки при соединении алюминиевых деталей и конструкций.
Аккумуляторная сварка предполагает применение агрегатов, функционирующих на щелочных аккумуляторах. Подобные устройства характеризуются невысоким общим сопротивлением и способностью превосходно противостоять замыканиям.
Электромагнитные аппараты обеспечивают скрепление поверхностей за счет механической энергии, которая создается магнитными полями. Инверсионная сварка предполагает использование энергии массивного маховика.
Благодаря кинетической энергии сращения происходит соединение рабочих поверхностей.
Этапы сварного импульсного процесса
Использование технологии переноса металла существенно улучшает конечное качество сварки. Подобная схема импульсной сварки считается весьма эффективной и действенной. Этот метод не дает образовываться разбрызгиванию, несплавленных участков также не остается.
Современные агрегаты допускают сваривание поверхностей практически в любых плоскостях, причем расход проволочного материала сохраняется на прежних значениях. Качественные швы характеризуются отсутствием прожогов и однородной толщиной.
При осуществлении импульсной сварки применяется специализированный агрегат, работа которого основывается на сбросе металлической капли с электрода устройства в активную сварочную ванну. Весь процесс подразделяется на этапы:
Импульсная контактная сварка является высокоэффективным методом соединения различных по составу поверхностей.
Совет: при работе с небольшой силой тока использующаяся проволока должна нагреваться достаточно хорошо, чтобы обеспечивался постоянный сбор металлических капель.
Применять сварочный аппарат, функционирующий по технологии импульсной сварки, возможно даже в газовой защитной среде. Так осуществляется сваривание поверхностей с различной толщиной.
Благодаря расширенным настройкам самого устройства, возможно, регулировать каждый параметр конечного результата.
Современные агрегаты оснащаются инновационными программами, способными значительно облегчить усилия сварщика.
Главным достоинством импульсного сваривания признается отсутствие лишних брызг. Собственноручный режим позволяет самостоятельно регулировать направление и величину шва.
Импульсно-дуговая сварка в защитных газах
| Главная » Статьи » Профессионально о сварке » Основы сварки |
Технологические возможности дуговой сварки в защитных газах можно значительно расширить, если применять в качестве источника тепла импульсную (пульсирующую) дугу.
Сущность способа сварки импульсной (пульсирующей) дугой состоит в том, что скорость и количество вводимой в изделие теплоты определяются режимом пульсации дуги, который в свою очередь устанавливается по определенной программе в зависимости от свойств свариваемого материала, его толщины, пространственного положения шва и т. п.
При сварке неплавящимся электродом импульсная дуга предназначена для регулирования процесса проплавления основного металла и формирования шва, при сварке плавящимся электродом — для регулирования процесса расплавления и переноса электродного металла.
Сварка вольфрамовым электродом. В этом процессе дуга пульсирует с постоянным заданным соотношением импульса и паузы (рис. 2.5). Сплошной шов получают путем расплавления отдельных точек с определенным перекрытием.
Регулярность повторных возбуждений в начале каждого импульса, а также пространственная устойчивость дуги обеспечиваются благодаря горению в промежутках между импульсами маломощной дежурной дуги (ток порядка 10—15% от тока в импульсе).
Дежурная дуга во время паузы не оказывает существенного влияния на глубину проплавления.
За счет правильного подбора соотношения токов импульсной и дежурной дуг можно полностью устранить кратеры в точках и, таким образом, уменьшить перекрытие точек и повысить скорость сварки.
Основными параметрами импульсно-дугового процесса сварки являются длительности импульса tи и паузы tп, длительность цикла сварки Тц=tи+tп и шаг точек s = = vсв(tи + tп), где vсв — скорость сварки.
Безразмерная величина G = tп/tи является одним из технологических параметров, характеризующих проплавляющую способность периодически горящей дуги при заданных энергии импульса и длительности цикла. Эта величина называется жесткостью режима. Крайними значениями жесткости режима можно характеризовать способ дуговой сварки.
Так, для обычной сварки непрерывно горящей дугой жесткость G=0, а для дуговой точечной сварки G=∞. Варьируя параметрами импульсного процесса, можно эффективно воздействовать на форму и размеры сварочной ванны, кристаллизацию металла, а также на формирование шва, временные и остаточные деформации и другие показатели процесса сварки.
В отношении проплавляющей способности импульсная дуга наиболее эффективна при сварке тонколистовых материалов толщиной 2—3 мм и меньше.
Благодаря более эффективному использованию поверхностного натяжения металла при импульсно-дуговой сварке улучшаются условия формирования шва в различных пространственных положениях.
Это обусловило широкое применение импульсной дуги при сварке вертикальных, горизонтальных и потолочных швов на металлах широкого диапазона толщин, а также при автоматической сварке неповоротных стыков труб.
Основные технологические рекомендации по импульсно-дуговой сварке тонколистовых материалов такие же, как и при сварке постоянной дугой. При выборе режима сварки большое значение имеет шаг точек (табл. 2.8).
Для импульсно-дуговой сварки применяются источники питания серии ВСВУ, ТИР либо широко используемые сварочные преобразователи постоянного тока с прерывателями и регуляторами тока.
Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом (ИДСП) применяется в подавляющем большинстве случаев при непрерывном горении дуги, на основной сварочный ток которой периодически накладываются импульсы тока с частотой в несколько десятков герц.
В результате электродинамическая сила становится преобладающей, что вызывает отделение капли. При ИДСП происходит управляемый перенос металла с частотой переноса равной (или кратной) частоте импульсов, в то время как среднее значение тока может быть небольшим и значительно меньшим критического.
По сравнению со сваркой неплавящимся электродом ИДСП позволяет в 3—8 раз повысить производительность процесса и значительно снизить сварочные деформации при практически одинаковом качестве сварных соединений.
ИДСП может применяться для конструкций ответственного назначения из разных марок сталей, алюминиевых, медных, никелевых сплавов и титана толщиной от 1 до 50 мм при выполнении швов во всех пространственных положениях.
Благодаря высокой пространственной стабилизации дуги и возможности применения вылета электрода большой длины этот процесс может быть успешно применен для сварки стыковых соединений толстолистовых материалов с узкощелевой подготовкой кромок.
К отечественному оборудованию для ИДСП относятся генераторы импульсов ГИД-1 и ГИ-ИДС, импульсные выпрямители НУП-1, ВДГИ-301 и полуавтомат ПДИ-303.
Наибольшее распространение ИДСП получила для сварки алюминиевых сплавов толщиной ≥15 мм и специальных сталей толщиной > 1 мм.
Для каждого сварочного тока должны быть выбраны оптимальные частота и энергия импульсов. Частоту 50 Гц следует применять при малых токах, когда использование частоты 100 Гц невозможно.
При токах свыше 70—100 А следует применять частоту 100 Гц, так как при частоте 50 Гц увеличивается чешуйчатость шва, его пористость и дымообразование. В табл. 2.
9 приведены рекомендуемые режимы для ИДСП в аргоне.
Техника ИДСП в нижнем положении не отличается от техники обычной полуавтоматической сварки плавящимся электродом. Сварка вертикальных швов производится снизу вверх. Сварку стальных конструкций толщиной до 2 мм можно выполнять сверху вниз. При импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом алюминиевых сплавов толщиной >4 мм рекомендуется совершать поперечные колебания.
Скорость подачи проволоки выбирается из условия ведения сварки, в режиме короткой дуги, но без замыканий дугового промежутка, в зависимости от ее диаметра и сварочного тока (табл. 2.10).
Волченко В.Н. “Сварка и свариваемые материалы. том 2”
См. также: Дуговая сварка в защитных газах
Современные способы импульсной сварки
Импульсная сварка входит в число эффективных сварочных технологий, позволяющих создавать неразъемные соединения практически любых материалов в разнородных по составу сочетаниях, например, стали и цветных металлов. С помощью технологий импульсной сварки выполняются швы различных пространственных расположений.
Технические принципы
Методически импульсная сварка представляет собой краткосрочные сварочные операции с использованием энергетического запаса аккумулятора либо накопленной энергии в специальном приемнике, который подключается к электрической сети и заряжается до фиксированного значения. В ходе процесса приемник импульсом передает накопленную энергию.
Импульсные сварочные аппараты позволяют создавать сплошные сварные швы путем расплавления отдельных локальных точек с их дальнейшим перекрытием. В перерывах между подачей очередного импульса необходимо поддерживать маломощную дугу, для ее поддержки в устойчивом состоянии достаточно не более 15% от силы импульсного тока.
Сварка в импульсном режиме проводится двумя способами:
Благодаря импульсной сварке существенно снижается количество разбрызгиваемого металла при его истечении с электрода.
Разновидности технологий импульсной сварки
Технологии импульсной сварки различаются по своему предназначению и принципу функционирования аппарата импульсной сварки. Основными разновидностями считаются:
Конденсаторная сварка
Соединяемые детали нагреваются при подаче мощного разового энергетического выплеска, существуют даже конденсаторные агрегаты, выдающие ток силой 100 000 Ампер и более. Используется для соединения алюминия с нержавеющей сталью.
Инерционная сварка
Эта технология базируется на применении накопленной энергии вращающегося маховика, который посажен на общий вал с ротором силового генератора. Генератор разгоняется от электросети, кинетическая энергия вращения маховика после снижения частоты оборотов передается сформированным импульсом тока сварки.
Конденсаторная и инерционная сварочные технологии пока находятся в стадии экспериментальной отработки.
Аккумуляторная сварка
Ее особенностью является наличие в конструкции сварных агрегатов специфических щелочных аккумуляторов, характеризующихся низким значением внутреннего сопротивления. Такие аккумуляторы способны выдать ток короткого замыкания, во много раз превосходящий ток стандартной разрядки.
Магнитно-импульсная сварка
Технология магнитно-импульсной сварки заключается в неразъемном соединении металлических изделий путем соударений. На принципиальной схеме магнитно-импульсной сварке (см. рисунок) показаны:
В результате электромеханического взаимодействия вихревых токов, наведенных в металлических стенках детали (поз.
5) импульсным магнитным полем, и магнитным потоком возникает сила Лоренца, которая выбрасывает (метает) и затем с большой силой ударяет деталь (поз. 5) о другую деталь (поз. 6).
Диапазон размеров толщин свариваемых изделий этим методом – от 0,5 до 2,5 мм. Кинетическая энергия, сообщаемая выброшенной детали, зависит от ряда технических показателей агрегата:
В состав оборудования установки магнитно-импульсной сварки входят:
Недостатки и преимущества
К числу неоспоримых преимуществ этой технологии относятся:
К недостаткам относятся:
Заключение
При всей сложности применяемого оборудования сами методики импульсной сварки легко осваиваются, поэтому процессы импульсной сварки своими руками получают широкое распространение благодаря универсальности и эффективности.
Импульсная технология сварки чрезвычайно эффективна при соединении тонких листовых материалов без всякого риска возникновения прожогов и короблений благодаря низкому тепловложению процесса.
Блог находчивого сварщика
Видеоканал о сварке “Время сварки”. Эпизод 2. Импульсная TIG сварка
Что вы увидите в этом эпизоде:
Существует много вопросов относительно импульсной TIG сварки.
Многие из вас спрашивают:
В чем отличие импульсной TIG сварки от обычной сварки на постоянном токе DC?Как определить, какую частоту импульсов следует задать?У всех ли аппаратов для аргонодуговой сварки имеется возможность импульсной сварки?В этом эпизоде, Мистер ТИГ отвечает на эти вопросы. Так же демонстрируются режимы различных параметров импульса, в том числе 1 импульс в секунду, 10 импульсов в секунду и 500 импульсов в секунду.
При настройке аппарата существует множество различных характеристик, которые можно установить для импульсной сварки.
Для демонстрации импульсной сварки на этом видео, Мистер ТИГ настроил аппарат на 50% пониженного тока на 30 ампер и 50% пикового тока на 120 ампер для каждой демонстрации.
Разница в установках состоит только в изменении количества импульсов в секунду. Вы увидите четыре режима:
ПРИМЕЧАНИЕ: Прозрачное сопло на горелке используется только для лучшей съемки видео. Она не обязательна для импульсной сварки.Сварка:1.
Сварка без импульсов – этот пример сделан для того, чтобы просто сравнить процесс TIG сварки без пульсации со следующими тремя процессами с пульсацией тока.2.
1 импульс в секунду — В данном случае, во время каждого импульса вы можете подавать присадочную проволоку, во время или максимальной силы тока. Этот метод поможет вам достичь получения красивого чешуйчатого шва, как стремятся все получить.3.
10 импульсов в секунду – Заметьте, что как только вы достигнете параметра в 10 импульсов в секунду – вы не будете в состоянии успевать добавлять присадочную проволоку во время каждого импульса. Преимущество сварки с 10 импульсами в секунду в том, что теперь Вы начнете получать более жесткую дугу для лучшего проникновения.
4. 500 импульсов в секунду – 500 импульсов в секунду, вы заметите очень специфический звук. Этот метод хорошо использовать, если вы пытаетесь сваривать угловой шов сверху вниз при небольшом проплавлении.
Импульсная сварка: как и зачем
Добро пожаловать на «Время сварки», я мистер ТИГ.
Я получаю много отличных вопросов от Вас, зрителей. Один из таких вопросов был посвящен импульсной сварке или использованию пульсирующего тока при сварке. Я не очень часто варю импульсной дугой, скажу даже так: я пользуюсь ей только в особых случаях. И сегодня мы рассмотрим эти случаи. Одним из них является внепозиционная сварка.
Сейчас я запущу пульсирующий ток, включу свою машину и дам вам несколько советов. Очень часто происходит так, что, сила притяжения мешает вам при внепозиционной сварке. В таком случае нужно включить генератор импульсов, и тогда сварочная ванна будет находиться над вами, а не стекать на вас. Кроме того, пульсирующая сварка помогает вам контролировать глубину проплавления.
Если вы столкнетесь с тем, что в каком-то случае у вас не получается контролировать глубину проплавления, и сварочная ванна проваливается, то просто включите генератор импульсов. Еще одной причиной сделать это является особенная волнистость подобной сварки. Подобная волнистость входит в разряд тех вещей, которые я называю факторами крутизны: она замечательно выглядит.
Если вы, скажем, работаете в автомастерской, то вам часто приходится работать с материалами не очень высокого качества. На них может быть ржавчина. Да, сталь варится нормально, но если вы добавите немного колебаний, это чуть-чуть упростит вам работу. Итак, сейчас мы будем говорить об импульсной сварке.
Возможно, на вашем аппарате есть генератор импульсов, возможно, его нет. Я хочу показать вам ножную педаль. Я пользуюсь ей в 99 случаях из 100. Так вот, если у вас нет генератора, то знайте, многие люди пользуются педалью. Все что нужно делать – это нажимать на нее вот так и соблюдать определенную частоту этих нажатий.
К примеру, машина настроена на 120 ампер, и я работаю с вот такой частотой – это около 1 импульса в секунду. Я, соответственно, изменяю силу тока со 120 ампер до 0. Просто нажимаю и отжимаю педаль.
Некоторые машины выполнят данную работу за вас, именно об этом сейчас и пойдет речь. Итак, существует миллион способов подать пульсирующий ток, все что вам нужно – это выбрать из них тот, который нравится вам больше всех.
Я расскажу вам о 4 методах сварки.
Один из них вообще не относится к импульсной сварке, остальные будут примерами того, что происходит при одном, десяти и пятиста импульсах в секунду. Сейчас я одену робу и сварочную маску, затем включу аппарат и покажу, что мы будем делать.
Я поставил прозрачные пирексные насадки для того, чтобы процесс был лучше виден. Вам необязательно делать это, вы можете работать так, как вы привыкли. Аппарат настроен на 120 ампер.
Мы не используем пульсирующий ток, в данном случае мы работаем с постоянным током.
Скорость сварки составляет примерно 18 сантиметров. Просто хочу вам показать эти 120 ампер за работой. Это обычная сварка. Я работаю с нержавеющей сталью, вы можете взять обычную сталь или алюминий. Сейчас я закончу, только подержу горелку выключенной секунд 5. Вот. Все готово.
Итак, мы настроили аппарат на один импульс в секунду. То, что вы сейчас видите – это перепад от 120 до 30 ампер при одном импульсе в секунду. Можете сами подсчитать частоту. Когда она более высокая, это не так-то легко. Так, ладно, прекращаем. Доделываем очень медленно, останавливаемся и фиксируем выключенную горелку на несколько секунд. Вот мы и закончили с одним импульсом в секунду.
Теперь мы перенастроили аппарат на 10 импульсов в секунду. Как вы можете видеть – это уже намного быстрее. Пиковая сила тока составляет примерно 120 ампер, нижний показатель около 30. Работать при 10 импульсах в секунду – довольно трудно, поэтому вашим запястьям придется привыкать. Здесь уже не подсчитаешь частоту. Итак, сейчас заканчиваем сварку.
Теперь мы настроили машину на 500 герц или на 500 циклов в секунду. Даже звучит совсем по-другому. Такой метод часто применим при сварке угловых швов. Звук, конечно, очень своеобразный. Так, я заканчиваю варить. Мы все еще можем слышать эти 500 герц. Вот мы и закончили.
Итак, давайте подведем итоги по этим 4 видам сварки. Первый пример был основан на использовании прямого постоянного тока. То есть, это образец без импульсной сварки. Это очень мягкая сварка. При работе с ней удобно использовать присадочный металл. Если это – то, что вам нужно, выбирайте номер 1. Сварка номер 2 уже является импульсной. Ее частота – 1 импульс в секунду.
Вы можете ощутить такт, что поможет вам работать. Пиковая сила тока составляет 120 ампер, нижняя граница, до которой сила тока опускается после импульса – 30 Ампер. Эти 30 ампер и есть та сила тока, с которой вы работаете половину времени.
Вы можете поменять её, я уже говорил, что существует множество вариантов настройки, и я хотел ознакомить вас с некоторыми из тех, с которыми я работаю сам.
Переходим к образцу номер 3. Напоминаю, мы не использовали присадочной проволоки при всех 4-х видах сварки. Итак, 10 импульсов в секунду. Глубина проплавления уменьшилась, и сварочная ванна стала чуть уже. После этого мы настроили аппарат на максимальную частоту, 500 импульсов в секунду. Итак, это сварка номер 4.
Это по-настоящему высокая частота. Как вы видите, сварочные ванны двух последних швов с большой частотой импульса являются более узкими. Если воспользоваться импульсной сваркой, часто можно получить меньшие деформации металла и не допустить перегрева.
Вам просто нужно выбрать то, что наилучшим образом подходит для ваших нужд.