Электродуговая сварка сталей. Справочник
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 109 110 111 112 113 114 115... 241 242 243
|
|
|
|
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКЕ СТАЛЕЙ Электрическая дуга и ее свойства Знание процессов, протекающих в электрической дуге, позволяет влиять в желаемом направлении на металлургические реакции при сварке, на устойчивость горения'дуги, ее производительность, а также на форму и качество шва. Знать свойства дуги важно для выбора источника сварочного тока и метода сварки. Основные понятия. Сварочной дугой называется продолжительный мощный разряд электричества в ионизированной смеси газов и паров различных материалов, происходящий между двумя электродами (или электродом и свариваемым изделием), находящимися под напряжением. В обычном состоянии газы не проводят электричества. Электропроводность газов наблюдается при их ионизации — отщеплении от атомов и молекул газов электронов. Перемещение свободных заряженных частиц (электронов, а также положительно и отрицательно заряженных ионов) в газовом промежутке между электродами под действием электрического поля создает электрический ток в дуге. Процесс, при котором в газе образуются положительные и отрицательные ионы, называется ионизацией. Положительные ионы могут образовать атомы всех элементов, отрицательные — не всех. Легче всего отрицательные ионы образуют кислород и галлоиды. Работа, необходимая для отрыва электрона от атома, называется работой выхода электрона. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома, называется потенциалом ионизации к измеряется в электрон-вольтах. Эмиссия электронов из катода в дуговой промежуток происходит под действием высокой температуры (термоэмиссия), электрического поля и ударяющихся о катод положительно заряженных ионов. Вырвавшиеся из катода электроны под воздействием электрического поля перемещаются со значительной скоростью к аноду. При столкновении электронов с атомами газа и паров металла в дуговом промежутке происходит непрерывная ионизация последних, сопровождающаяся выделением тепла. Образующиеся при этом положительные ионы направляются к катоду и, отдавая ему свою энергию, вызывают сильный нагрев металла и дополнительную эмиссию электронов из него. Электроны, прошедшие дуговой промежуток, отдают свою энергию аноду. Непрерывная ионизация газа создает необходимые условия для продолжительного устойчивого горения дуги. Вследствие превращения энергии движения заряженных частиц в 1епловую энергию при столкновении их с анодом, катодом и нейтральными атомами газа на электроде, изделии и в дуге выделяется большое количество тепла, в результате чего расплавляются конец электрода и свариваемый металл. Тепло, выделяющееся в дуге, расходуется на лучеиспускание и дополнительный нагрев капель металла электрода. На рис. III.1 приведена схема дугового разряда. Электроны, как частицы с наименьшей массой, под воздействием электрического поля перемещаются со значительно большей скоростью, чем тяжелые ионы. Поэтому электрический ток в дуге является преимущественно электронным током. Наиболее нагретые части металла на торцах катода и анода называются катодным и анодным активными пятнами. Температура катодного и анодного пятен стальных электродов достигает 2400—2600° С, а температура столба дуги — 6000— 7000° С. Условия стабильного горения электрической дуги. Для сварки весьма важным условием является устойчивое, без перерывов, горение дуги, что обеспечивается достаточно высокой степенью ионизации газа в дуговом промежутке. Степень ионизации газа характеризуется отношением числа заряженных частиц к числу нейтральных частиц в данном объеме. Степень ионизации в дуге зависит от рода сварочного тока, температуры и потенциала ионизации веществ, находящихся в дуговом промежутке и на поверхности электрода и изделия. Чем выше температура дуги и ниже потенциал ионизации материала электрода и газа, тем выше степень ионизации и стабильнее дуга. Температура столба дуги находится в прямой зависимости от силы сварочного тока и по 0 е ? © т ті Рис. III.1. Схема дугового разряда:*^ — электрон, О)" — нейтральный атом газа: ф — положительный ион газа, 1е — электронный ток, ¡1 — ионный ток. |±I тенциала ионизации веществ, находящихся в дуге. По данным К. КХренова [65] Гст = 810 7(, где Гст — температура столба дуги, °К; (7/ — потенциал ионизации газа в столбе дуги, эВ. По расчетам В. В. Фролова [61] Гст= (1050-1100) (У;. С уменьшением диаметра электрода (при той же величине сварочного тока) сечение дуги уменьшается, а ее температура и, следовательно, степень ионизации газа возрастают. Так, при сварке под флюсом при силе переменного тока, разной 450 А, и диаметре электрода 5 мм температура столба дуги равна 6000° К, а при диаметре электрода 2 мм — 7800° К. При питании постоянным током дуга более стабильна, чем при питании переменным током. Это обусловлено тем, что в каждом полупериоде (100 раз в секунду) амплитуда переменного тока падает до нуля (рис. III.2), вследствие чего резко уменьшаются температура катода, электронная эмиссия, скорость заряженных частиц, степень ионизации газа. Дуга гаснет и мгновенно падает электропроводность дугового промежутка. Повторное возбуждение дуги в каждом полупериоде произойдет при повышенном напряжении, называемом напряжением зажигания или пиком зажигания дуги (рис. III.2). Это вызывает необходимосп
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 109 110 111 112 113 114 115... 241 242 243
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
