какое назначение имеет дежурная дуга при импульсно дуговой сварке вольфрамовым электродом
Импульсно-дуговая сварка: суть, виды, сфера применения, алгоритм, достоинства и недостатки метода
Импульсно-дуговая сварка – это вид дуговой сварки, при котором на дежурную дугу накладываются импульсы большего тока. Метод применим при сварке как в среде защитных газов, так и плавящимися и неплавящимися электродами.
Технология импульсно-дуговой сварки
Импульсно-дуговая сварка осуществляется посредством сварочного оборудования, предполагающего возможность наложения на постоянную дугу импульса, превосходящего в разы по силе тока показатели дежурной дуги.
Импульсно-дуговая сварка происходит, согласно следующему алгоритму:
Преимущества и недостатки
Импульсно-дуговой способ сварки разрабатывался как более универсальная и производительная альтернатива дуговому способу. Среди его достоинств можно назвать:
Недостаток импульсно-дугового способа сварки: данный способ неприменим для больших сварочных объемов.
Сфера использования
Изначально данный способ был придуман для сварки нержавеющий стали. Его первое применение – строительство в 1932 году американского поезда Pioneer Zephyr, где применение сваренной этим способом нержавеющей стали позволило сократить вес состава, а, значит, увеличить его скоростные параметры.
Позже выяснилось, что импульсно-дуговая сварка может успешно применяться при соединении друг с другом как разных марок сталей, так и цветных металлов: алюминиевых, медных, никелевых сплавов и титана.
Диапазон заготовок, который можно сваривать с помощью импульсного способа сварки – от 1 до 50 мм.
Сейчас импульсно-дуговой способ широко применяется при монтаже трубопроводов разного назначения. Он обеспечивает качественный сварной шов практически без дефектов, хорошо сформированный обратный валик, не требующий зачистки, и достаточную прочность сварного соединения, что является приоритетным для данных видов конструкций.
Виды импульсной сварки и их краткая характеристика
Классификация видов импульсно-дуговой сварки основана на разнице способов преобразования тока для создания импульса. Всего их выделяют четыре: магнитно-импульсный, аккумуляторный, инерционный и конденсаторный.
Магнитно-импульсный вид
Суть данного вида сварки – соединение металлических деталей путем их соударения с использованием в процессе импульсного электромагнитного поля.
В процессе сварки одна деталь остается неподвижной, а вторая приводится в движение электромагнитным полем, генерируемым сварочной установкой. В момент их сближения образуется дуга, которая сваривает заготовки. Магнитно-импульсная сварка актуальна в машиностроении для соединения трубчатых деталей между собой и с другими деталями. Также ее применяют для сварки плоских деталей по их наружному и внутреннему контуру. Магнитно-импульсная сварка может применяться для соединения деталей с диапазоном толщин заготовок 0,5-2,5 мм.
Этот вид сварки не получил широкого распространения из-за сложности технологически-настроечного процесса и быстрого износа сварочного оборудования.
Аккумуляторный вид
В сварочных аппаратах, предназначенных для этого вида сварки, необходимая сила тока для импульса генерируется с помощью щелочных аккумуляторов. Их отличительная конструкционная особенность – низкое значение внутреннего сопротивления, что позволяет выдать ток короткого замыкания, который по силе во много раз превосходит ток стандартной разрядки. Подобный вид сварки на данный момент находится в стадии разработки и широко не применяется.
Инерционный вид
В инерционном виде сварки применяется накопленная энергия вращающегося маховика, который приводится в движение общим валом роторного силового генератора.
Схема сварки трением
В момент сварки скорость движения маховика замедляется, и он трансформирует запасенную кинетическую энергию в форме импульса сварочного тока.
Конденсаторный вид
При конденсаторной сварке импульс, необходимый для сварного процесса, обеспечивается энергией короткого импульса тока при разряде конденсатора. Этот вид сварки имеет ограничения по максимальному сечению свариваемых заготовок. Область его применения – соединение листового металла с крепежными элементами различной конструкции (шпильками, втулками, гвоздями и т. д.). Также он успешно используется в производстве электронных компонентов и приборостроении, где необходимо сваривать между собой мелкие детали и металлы малых толщин.
Что такое импульсная сварка и в чем преимущество этого метода?
Сварочные технологии никогда не отстают от скоростей научно-технического прогресса. Новые методы, материалы или оборудование постоянно пополняют и без того широкий список всевозможных способов соединения металлов и неметаллов.
Импульсная сварка – один из новых методов, который уже нашёл самое широкое применение в монтаже современных мощных трубопроводов и строительстве: как промышленном, так и гражданском.
Особенности импульсной сварки
Этому виду сварки под силу соединение таких капризных металлов как сплавы меди, сталь и многие другие цветные сплавы, в том числе алюминиевые. Импульсная сварка отлично справляется со сложными стыковыми швами при соединении металлических заготовок с толстыми краями.
Исторически импульсная сварка была изобретена и разработана в качестве конкурентного метода электродуговой технологии, у которой имеются определенные недостатки с точки зрения производительности и качества сварочного шва.
Суть процесса
Если коротко, то это процесс последовательного расплавления металла заготовки в определенных точках со следующим этапом в виде покрытия.
Главный элемент данного процесса – так называемая дежурная дуга невысокой мощности, которая продолжает работать в остановках между повторяющимися импульсами и передает импульсный ток лишь частично.
Эта дуга практически не влияет на металл между импульсами, она отлично и устойчиво горит в пространстве. Второе состояние этой же дуги – импульсное, которое плавит металл в точках приложения.
Соотношение токов от дуги в разном состоянии – импульсном и дежурном должно быть правильным, что может ускорить сварку и повысить качество шва.
Возможности классической дуговой сварки в среде защитных газов сильно расширяются, если металл плавится под воздействием импульсной дуги.
Главная ее особенность – специальный режим включения и выключения дуги, которая обусловлена программой в зависимости от природы металлов соединяемых заготовок, толщины их кромок и положения швов в пространстве.
Короткие импульсы производятся за счет энергии специального аккумулятора, который предварительно заряжается от электрической цепи. Главная технологическая особенность и преимущество метода – способность импульсной сварки формировать неразъемные соединения металлов с абсолютно разным составом.
Оборудование для импульсной сварки требуется особое – это особый специализированный – импульсный сварочный аппарат с определенными расходными материалами. Импульсный аппарат генерирует дозированные сварочные импульсы.
Расходными материалами являются разного рода электроды – плавящиеся и неплавящиеся.
В состав импульсного сварочника входят следующие элементы:
Два способа импульсной сварки определяются выбором и использованием электродов:
Так или иначе это контролируемый повторяющийся процесс переноса расплавленного металла расходника в защитной среде газа.
Вот как это происходит:
С точки зрения электрической составляющей процесса импульсной сварки в аппарате применяется трансформация сетевого напряжения в выпрямленное постоянное, после чего оно превращается в напряжение с высокой частотой.
Технические нюансы
До начала работы приёмник энергии нужно подключить к сети электропитания, чтобы зарядить его до нужного уровня. Сама импульсная сварка занимает совсем немного времени, так как используется энергия, имеющаяся в запасе в приемнике. Такую сварку вполне можно выполнить своими руками, она совсем не сверхсложная.
При этом способе отлично контролируется и минимизируется малоприятное явление в виде разбрызгивания капель расплавленного металла. Имеется прекрасная возможность производить сварочные швы высокого качества практически в домашних условиях.
Швы формируются вследствие расплавления отдельных порций металла с последующим покрытием.
Важнейший момент – правильное выставление режима импульсной и дежурной дуги. Если режим верный, процесс пройдет быстро, правильно и, самое главное, безопасно, без всяких кратеров в ответственных стыковых участках.
Импульсная сварка на постоянном токе
Жесткость режима является технологической особенностью данного метода. Все дело в длительности импульса. Если его поменять, изменятся все параметры сварки.
Одно из важных преимуществ – возможность контролировать и минимизировать кристаллизацию металла. Можно изменять форму сварочной ванны. Дополнительно можно контролировать и снижать риск деформации сварочного шва.
Данный метод часто применяется для соединения металла с толщиной краев свыше 3-х мм.
Классификация видов
Импульсная сварка подразделяется на четыре вида:
Алгоритм действий
Это один из самых лучших видов сварки в целом. Нет никакого разбрызгивания, не формируются несплавления, варить можно в любом положении, очень экономно расходуются электроды. Швы формируются исключительно качественными без каких-либо прожогов.
Схема конденсаторной сварки.
Принцип действия сварочного инвертора в сочетании с импульсной технологией следующий: перенос металла электрода в сварочную ванну с одновременным регулированием тока.
Все начинается с формирования капли металла на конце электрода, которая при повышении тока попадает в сварочную ванну. Теперь этот горячий момент должен смениться холодным этапом с остыванием металла. Так может происходить много раз.
Проволока электрода должна быть хорошо разогрета. Это особенно важно при низких значениях тока.
Импульсный сварочный аппарат является чрезвычайно универсальным устройством: его можно применять в том числе и в газовой среде, для соединения металлических деталей самой разной толщины и конфигурации.
Эти аппараты очень удобны в работе с понятными регулировками для грамотной и тонкой настройки. Обычно они снабжены неплохим программным сопровождением, что делает их еще более эффективными по всем критериям.
Главные достоинства метода
Преимущества импульсной сварки:
На сегодняшний день у данного метода есть лишь один конкурент по популярности и эффективности – это сварка полуавтоматом. Она отличается высокой производительностью и, что немаловажно, непрерывностью процесса.
Но серьезным недостатком является разбрызгивание металла, при котором теряется до 30% материала. Кроме потерь, эти брызги нужно чистить после сварки, что очень непросто и портит внешний вид сварочного шва. Сварка импульсом исключает такую беду.
Главная область применения метода – монтаж трубопроводов самого ответственного вида, где особенно важны прочность шва с крепко сформированным обратным валиком без финишной зачистки.
Недостатков у этого метода всего два:
Микроимпульсная сварка
Представьте себе, этот метод нашел отдельное и очень широкое применение в стоматологии – протезировании зубов. Речь о микросварке с использованием титана в виде тонких листов. Специальный микроимпульсный аппарат способен сваривать дентальные сплавы, в том числе титановые.
Качество таких швов нисколько не уступает лазерному стоматологическому аппарату, зато стоимость его значительно ниже. По этой причине они весьма популярны в небольших стоматологических клиниках.
Импульсный сварочник своими руками
Устройство сварочного аппарата вполне позволяет сделать его в домашних условиях для бытового применения. Составные части легко купить, здесь нет никаких проблем. Но не нужно забывать о некоторых нюансах.
Особый фокус – на транзисторах, потому что они быстрее всего ломаются и выходят из строя. На них не экономить, а покупать четыре транзистора высокого качества.
Перед тем, как приступить к работе, нужно обдумать и высчитать силу сварочного тока и мощность устройства. Примеров с подобными расчетами огромное количество в сети, они могут помочь с выработкой верного решения.
Билеты экзамена по проверке знаний специалистов сварочного производства 2 уровень
БИЛЕТ № 15
ВОПРОС 1
Какое правильное определение понятия наплавленный металл?
1. Металл, полученный при плавлении присадочных материалов в процессе сварки (наплавки) в слоях, неразбавленных основным металлом.
2. Переплавленный присадочный металл, нанесенный в два слоя на поверхность основного металла.
3. Металл, подвергшийся в процессе сварки перемешиванию с основным металлом.
ВОПРОС 2
Что обозначают буквы и цифры в маркировке сталей и сплавов?
1. Клейма завода-изготовителя.
2. Обозначения номера плавки и партии металла.
3. Буквы обозначают химические элементы, а цифры их процентное содержание.
ВОПРОС 3
С какой целью проводят стилоскопирование металла шва?
1. С целью установления соответствия марки использованных для сварки присадочных материалов требованиям чертежей и документов
2. Для оценки химического состава металла шва.
3. Для оценки свойств металла шва.
ВОПРОС 4
До какой температуры должна быть нагрета сталь при отжиге?
1. Выше температуры аустенитного превращения.
ВОПРОС 5
К каким изменениям свойств стали приводит отжиг?
1. Увеличиваются внутренние напряжения.
2. Повышается твердость.
3. Увеличивается пластичность.
ВОПРОС 6
Содержание какого газа в металле шва малоуглеродистых, легированных и теплоустойчивых сталей оп-ределяет его склонность к пористости?
ВОПРОС 7
Какими электроизмерительными приборами должно быть оснащено сварочное оборудование для авто-матической дуговой сварки(наплавки)?
1. Амперметром и устройством, обеспечивающим контроль заданной скорости сварки.
2. Амперметром, вольтметром и прибором, обеспечивающим контроль скорости сварки.
ВОПРОС 8
Параметры режима автоматической сварки под флюсом могут быть заданы в следующих пределах?
1. Сила тока 400-800 А, напряжение на дуге 28-40 В, скорость сварки — 5-20 мм/сек.
2. Сила тока 100-200 А, напряжение на дуге 60-80 В, скорость сварки — 5-80 мм/сек.
3. Сила тока 800-1000 А, напряжение на дуге 28-40 В, скорость сварки — 100-200 мм/сек.
ВОПРОС 9
Чем руководствуются при выборе сечения провода для электрических цепей?
1. Допустимой плотностью тока.
2. Исходя из удельного сопротивления проводника.
3. Длиной проводника.
ВОПРОС 10
Какие должны быть род и полярность тока при сварке соединений из углеродистых сталей электродами с целлюлозным покрытием?
2. Постоянный ток обратной полярности.
3. Переменный ток или постоянный ток прямой полярности.
ВОПРОС 11
Укажите правильное деление электродов по типу покрытия по ГОСТ 9466?
1. Кремнесодержащие, марганцесодержащие и нейтральные покрытия.
2. Окислительные, восстановительные и пассивирующие покрытия.
3. Кислые, основные, целлюлозные и рутиловые покрытия
ВОПРОС 12
Какова роль связующих компонентов в электродном покрытии?
1. Легируют металла шва.
2. Повышают механические свойства металла шва.
3. Обеспечивают прочность и пластичность обмазочной массы на стержне электрода.
ВОПРОС 13
Какое назначение имеет дежурная дуга при импульсно-дуговой сварке вольфрамовым электродом?
1. Поддерживает дуговой промежуток в ионизируемом состоянии.
2. Исключает образование дефектов в кратере.
3. Увеличивает глубину проплавления основного металла.
ВОПРОС 14
Какие зоны различают при горении дуги?
1. Катодную, анодную, центральную области дуги.
2. Зоны эмиссии, ионизации и поглощения.
3. Столб дуги, анодную и катодные области дуги.
ВОПРОС 15
Указать какие факторы учитывают при выборе сварочной проволоки сплошного сечения для аргонодуговой сварки?
1. Тип соединения (зазор, притупление, угол скоса кромок).
2. Положение сварки.
3. Марку свариваемой стали, разделку кромок (зазор, притупление, угол скоса), толщину металла.
ВОПРОС 16
Каким дополнительным оборудованием комплектуется сварочный пост для механизированной сварке в в углекислом газе по сравнению с другими способами сварки в защитных газах?
1. Редукционным вентилем и смесителем.
2. Подогревателем газа и осушителем газа.
3. Электромагнитным клапаном для включения и выключения газа.
ВОПРОС 17
Укажите, как влияет увеличение диаметра сварочной проволоки (при неизменном токе) при дуговой сварке под флюсом на размеры шва?
1. Уменьшается глубина проплавления и увеличивается ширина шва.
2. Увеличивается глубина проплавления и уменьшается ширина шва
3. Никакого влияния не оказывает.
ВОПРОС 18
Что происходит с металлом, подвергаемым кислородной резке?
1. Металл окисляется с поглощением теплоты.
2. Металл окисляется без выделения и поглощения теплоты.
3. Металл окисляется с выделением теплоты.
ВОПРОС 19
Почему нельзя сварить заготовки из меди контактной электрической сваркой?
1. Из-за большой теплопроводности.
2. Из-за большой теплопроводности и малого контактного сопротивления.
3. Из-за малого контактного сопротивления между сварочными электродами и заготовками.
ВОПРОС 20
Где выделяется максимальное количество теплоты при контактной электрической сварке?
1. В контактах между изделием и зажимными губками.
2. В изделиях при прохождении тока.
3. В контакте между свариваемыми деталями (изделиями).
ВОПРОС 21
Какие структурные составляющие вызывают охрупчивание сварных соединений теплоустойчивых сталей?
1. Мартенсит, тростит.
3. Низкоуглеродистый феррит.
ВОПРОС 22
Как влияет увеличение скорости деформации на свойства металла сварных соединений при испытании на статическое растяжение?
1. Уменьшает прочность и увеличивает пластичность.
2. Увеличивает предел текучести и уменьшает прочность.
3. Увеличивает прочность и уменьшает пластичность.
ВОПРОС 23
Что называют процессом ползучести материала?
1.Способность материала непрерывно деформироваться под действием переменной нагрузки.
2.Способность материала сопротивляться нагружению в упругой области без видимых
следов пластического деформирования.
3. Способность материала непрерывно деформироваться (ползти) под действием постоянной нагрузки.
ВОПРОС 24
Как влияет высокое содержание серы и фосфора на свариваемость стали?
2. Повышает свариваемость при условии предварительного подогрева стали.
3. Способствует появлению трещин и ухудшает свариваемость стали.
ВОПРОС 25
Когда должен быть проведен визуальный контроль, если основной материал или сварное соединение (на-плавка) подлежит механической обработке или деформированию?
1. До выполнения указанных операций.
2. После выполнения указанных операций.
3. До и после выполнения указанных операций.
ВОПРОС 26
В какой цвет рекомендуется окрашивать стены и оборудование цехов сварки?
1. Красный, оранжевый.
3. Серый ( стальной ), желтый, голубой.
ВОПРОС 27
Какие меры безопасности предусматриваются при подсоединении сварочного поста к многопостовому агрегату?
1. Работу выполняют в диэлектрических перчатках.
2. Агрегат выключают.
3. Производят заземление сварочного поста.
ВОПРОС 28
Как обозначается сварное соединение на чертеже?
1. Обозначается тип соединения, метод и способ сварки, методы контроля.
2. Указывается ГОСТ, тип соединения, метод и способ сварки, катет шва, длина или шаг, особые обо-значения.
3. Указывается метод и способ сварки, длина или шаг, сварочный материал, методы и объем контроля.
ВОПРОС 29
Какие существуют основные способы электрошлаковой сварки и наплавки?
1. Сварка с применением проволочных электродов, плавящихся мундштуков, электродов большого се-чения и ленточных электродов.
2. Сварка с применением одного электрода и многоэлектродная.
3. Сварка с применением кристаллизаторов и водяного душа.
ВОПРОС 30
К какому классу сталей относятся сварочные проволоки Св-12Х11НМФ, Св-10Х17Т, Св-06Х19Н9Т?
Описание технологии импульсной сварки
Импульсная сварка – это бесконтактный способ сварки, пользующийся огромной популярностью во многих сферах жизни. В основном такой тип дуговой сварки применяется в области строительства, при создании трубопроводов. Данная методика создана по принципу электродуговой сварки, но имеет некоторые отличительные особенности.
Импульсная сварка – что это за методика?
Импульсная сварка, известная иначе как MIG – это вариация дуговой сварки, при которой сплошные сварные швы создаются путем плавления в конкретных точках и дальнейшем их покрытии. Такая методика является альтернативой традиционной электродуговой технологии, которая отличается невысокой производительностью и низким качеством шва. Особенность импульсно-дуговой сварки состоит в том, что помимо основного рабочего тока возникают переменные импульсы с колебаниями до 250 Гц.
Благодаря этому происходит увеличение силовой нагрузки и существенно экономится присадочный материал, а также уменьшается вероятность непроваров. Основной элемент импульсной сварки – дежурная дуга средней мощности, которая не перестает функционировать в перерывах между повторяющимися импульсами и поставляет лишь незначительную порцию тока. Дежурная дуга имеет специальный режим вкл./выкл., обусловленный программой с учетом природы металлов, а также толщины кромок и расположения швов.
Нагреваясь под воздействием высокой температуры, дуга расплавляет заготовку, перенося ее затем в ванну с минимальным рассеиванием частиц. Такая методика позволяет обрабатывать даже тончайшие металлы, не прожигая их насквозь.
Разновидности
С учетом типа сплавляемых материалов выделяют 4 основных разновидности MIG:
Также нередко используется TIG-сварка, при которой применяются аргоновые электроды. Методика ТИГ является отличным вариантом для обработки неферромагнитных металлов. В настоящее время огромной популярностью пользуется лазерная сварка, которая в основном применяется в области электронной технике и радиоэлектронике.
Для работы с дентальными сплавами из титана в сфере протезирования зубов используются аппараты дуговой микросварки, работающие не менее эффективно, чем лазерные приборы. Микроимпульсная сварка обеспечивает надежные стыки.
Сферы применения импульсной сварки
Импульсно-дуговая сварка широко применяется в современных сферах промышленности. Чаще всего технология используется для соединения современных трубопроводов, которые должны иметь максимально прочное и надежное сопряжение. Кроме того, импульсная точечная сварка пользуется большим спросом при:
Такая разновидность сварочных работ позволяет соединять даже самые прихотливые и капризные металлы с толщиной заготовок от 1 мм до 5 см. Она отлично справляется даже со сложнейшими стыковыми швами. Такие аппараты могут применяться как на крупных производствах, так и в автосервисах, небольших мастерских.
Преимущества и недостатки методики
Такой метод обработки материала, как MIG, имеет массу преимуществ сравнительно с другими технологиями:
Технология MIG дх-808 отличается высокой производительностью, универсальностью, надежностью и безопасностью, благодаря чему прекрасно подходит как для сварщиков, как с большим опытом, так и с полным его отсутствием.
Однако имеются и определенные минусы, о которых нужно знать перед началом работы. К недостаткам МИГ-сварки можно отнести следующие моменты:
Плюсы импульсной сварки существенно превышают ее недостатки, благодаря чему она и пользуется большим спросом.
Технология выполнения импульсной сварки
Весь процесс импульсной сварки полуавтоматом происходит в несколько этапов:
Для надлежащей работы автомата должна быть произведена настройка, включающая в себя выполнение следующих действий:
Очень важно правильно настраивать форму импульсной волны при MIG, поскольку от этого качественность провара и эстетичность шва.
Необходимое оборудование и материалы
Сварочный аппарат имеет несложную конструкцию, поэтому при наличии необходимого оборудования и материалов можно соорудить устройство для импульсной сварки своими руками. Для этого нужно подготовить следующие детали:
Все составляющие несложно найти, стоят они недорого. После подготовки оборудования остается подсоединить детали согласно схеме. При выборе деталей нужно обратить внимание на их качество. Особенно не стоит экономить на транзисторах, поскольку именно они ломаются чаще всего.