Московский государственный технический университет им Н.Э. Баумана
Калужский филиал
Реферат по разделу курса ТКМ
«Сварочные технологии»
Калуга 2008 г.
Содержание
1. Цель работы
2. Характеристика способа автоматической сварки под флюсом
2.1 Источник энергии сварочного процесса,его энергетическая характеристика. Механизм образования сварного соединения
2.2 Вид и характеристика подводимой энергии к источникусварочного процесса. Источники питанияпреобразователей
2.3 Флюсы. Их определения, характеристики, свойства
2.3.1 Керамические неплавленные флюсы
3. Автоматы АДС
4. Мероприятия по устранению вредных факторов
Список использованной литературы
1. Цель работы
Углубленноеизучение способа автоматической сварки под флюсом.
Анализфизико-химических и механических процессов при автоматической сварке под флюсом,оказывающих негативное воздействие на организм человека и экологию.
Мероприятияпо устранению вредных воздействий процесса автоматической сварки под флюсом.
2. Характеристика способа автоматической сварки подфлюсом
Достоинстваспособа:
Повышеннаяпроизводительность;
Минимальныепотери электродного металла (не более 2%);
Отсутствиебрызг;
Максимальнонадёжная защита зоны сварки;
Минимальнаячувствительность к образованию оксидов;
Мелкочешуйчатаяповерхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги;
Нетребуется защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горитпод слоем флюса;
Низкаяскорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механическихсвойств металла шва;
Малыезатраты на подготовку кадров;
Отсутствуетвлияния субъективного фактора.
Недостаткиспособа:
Трудозатратыс производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов;
Трудностикорректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия;
Неблагоприятноевоздействие на оператора;
Нетвозможности выполнять сварку во всех пространственных положениях безспециального оборудования.
Областиприменения:
Сваркав цеховых и монтажных условиях
Сваркаметаллов от 1,5 до 150 мм и более;
Сваркавсех металлов и сплавов, разнородных металлов.
Путиповышения производительности:
Сварка(наплавка) независимой дугой, горящей между двумя электродами (к изделию ток неподводят); при большом расстоянии от дуги до поверхности изделия основнойметалл вообще не проплавляется.
Сваркатрёхфазной дугой, при которой глубина проплавления зависит от соотношения токовв дугах, горящих между электродами и изделием.
Сваркаразнородными дугами. Питание дуги между электродами и изделием осуществляетсяпри этом постоянным током, а дуги между электродами — переменным током.
Однофазнаядвухэлектродная наплавка, основанная на питании электродов и изделия от концови середины вторичной обмотки сварочного трансформатора.
Наплавкас подачей присадочной проволоки в дугу (к проволоке ток не подводят).
Сварка(наплавка) по подкладке из металла требуемого химического состава и выполняющуюфункции теплопоглощения сварочной дуги и повышения коэффициента наплавки.
Сваркакомбинированной дугой (зависимой и независимой, горящей между основным идополнительным электродами).
Сваркарасщеплённым электродом.
Сварка(наплавка) ленточным электродом.
Сваркамногодуговая:
вобщую ванну;
вразделённые ванны.
Основныепреимущества автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной дуговойсваркой заключаются в повышении производительности процесса сварки До 20-25раз, повышении качества сварных соединений и уменьшении себестоимости 1 м сварногошва.
Повышениепроизводительности достигается за счет использования больших сварочных токов (до2000 а) и непрерывности процесса сварки. Применение голой проволокипозволяет приблизить токоподвод на минимально возможное расстояние от дуги итем самым устранить опасный разогрев электрода при больших значениях тока. Плотнаяфлюсовая защита сварочной ванны предотвращает разбрызгивание и угаррасплавленного металла в условиях действия мощной дуги. Увеличение токасопровождается увеличением глубины проплавления, что позволяет сваривать металлбольшой толщины (до 20 мм) за один проход без разделки кромок.
Повышениекачества сварных швов достигается путем:
а)повышения механических свойств наплавленного металла, благодаря надежной защитесварочной ванны флюсом, интенсивному раскислению и легированию вследствиеувеличения объема жидкого шлака и сравнительно медленному охлаждению шва подфлюсом и твердой шлаковой коркой;
б)улучшения формы и поверхности сварного шва и обеспечения постоянства егоразмеров по всей длине вследствие регулирования режима сварки, механизированнойподачи и перемещения электрод ной проволоки.
Автоматическаясварка под флюсом применяется в серийном и массовом производстве для выполнениядлинных прямолинейных и кольцевых швов на металле толщиной от 2 до 100 мм. Подфлюсом сваривают углеродистые и легированные стали, медь, алюминий и их сплавы.Автоматическая сварка широко применяется в котло-строении, судостроении,производстве сварных труб и других отраслях машиностроения и строительства. Онаявляется одним из основных звеньев ряда автоматических линий для сваркиавтомобильных колес, станов для производства сварных прямошовных и спиральныхтруб.2.1 Источник энергии сварочного процесса, егоэнергетическая характеристика. Механизм образования сварного соединения
Приавтоматической дуговой сварке под флюсом используется процесс, принципиальноотличающийся от ручной сварки покрытыми электродами. Характерные особенностиавтоматической сварки заключаются в следующем:
1)сварка ведется непокрытой электродной проволокой;
2)защита дуги и сварочной ванны осуществляется флюсом;
3)подача и перемещение электродной проволоки механизирована.
Указанныеособенности автоматической сварки обеспечивают значительное повышение производительностипроцесса сварки и более высокое качество сварных соединений по сравнению сручной сваркой.
Дуговаясварка под флюсом производится автоматическими сварочными головками илисамоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Основным назначениемсварочных автоматов является подача электродной проволоки в дугу и поддержаниепостоянного режима сварки в течение всего процесса. Последнее необходимо дляобеспечения одинаковых размеров и неизменного качества сварного шва по всей егодлине.
Припротекании реального процесса сварки всегда имеют место случайные временно действующиепричины, отклоняющие режим сварки от нормального. Такими причинами являются: электрическиеи магнитные возмущения в столбе дуги; нарушения нормальной работы механизмаподачи проволоки; неровности на поверхности свариваемого металла и т.п. Все этипричины чаще всего приводят к изменению длины и напряжения дуги.
Попринципу регулирования режима горения дуги различают два вида автоматов исварочных головок:
1)с постоянной скоростью подачи проволоки, использующие процесс саморегулированиядлины и напряжения дуги;
2)с регулируемой скоростью подачи проволоки во время сварки, зависящей отизменений напряжения дуги.
2.2 Вид и характеристика подводимой энергии кисточнику сварочного процесса. Источники питания преобразователей
Саморегулированиедуги основано на том, что изменение, напряжения и тока дуги сопровождаютсятаким изменением скорости плавления проволоки, которое в конечном счетеприводит к восстановлению длины дуги и первоначального режима сварки. Процесссаморегулирования дуги для случая, когда отклонение режима связано снеровностями на поверхности свариваемого металла, иллюстрируется рис. 200. При отсутствиисаморегулирования
(рис.200, а) и постоянной подачи проволоки траектория движения еерасплавляемого торца будет прямой 1. При прохождении электрода 2надвыпуклостью или впадиной на поверхности металла 3дуга соответственноукорачивается или удлиняется, что приводит к изменению режима сварки иухудшению «качества сварного шва вплоть до образования прожогов или непроваровметалла. При саморегулировании укорочение дуги ведет к уменьшению напряжениядуги и увеличению сварочного тока в соответствии с ходом внешней характеристикиисточника (рис. 200, б, точка ||). С увеличением тока возрастаетскорость плавления проволоки, что равносильно более интенсивному оплавлениюторца электрода и восстановлению укороченной дуги до нормальной длины, аследовательно, и первоначального режима сварки (рис. 200, б, точка |).
/>
Приудлинении дуги изменение всех параметров проходит в обратном направлении (рис.200, б, точка |||). Если процесс саморегулирования протекает с большойскоростью, то торец плавящейся электродной проволоки имеет траекторию 4, эквидистантнуюповерхности свариваемого металла, а режим сварки остается постоянным (рис. 200,в). Несомненно, саморегулирование дуги эффективно только при отклоненииповерхности свариваемого металла от плоскости в определенных пределах.
Условиемпротекания процесса саморегулирования со скоростью, обеспечивающей практическоепостоянство режима сварки, является применение плотности сварочного тока вышеопределенного предела (примерно 50 — 100 а/ммг). Приплотностях тока ниже этого предела процесс саморегулирования замедляется ивосстановление режима при его случайных отклонениях задерживается. В этомслучае применяется искусственное регулирование скорости подачи проволоки.
2.3 Флюсы. Их определения, характеристики, свойства
Результатысварки под флюсом сильно зависят от свойств и качества флюса. К флюсам дляавтоматической дуговой сварки предъявляются многочисленные и разнообразныетребования. Флюс должен обеспечивать хорошее формирование наплавленного металлаи сварного шва при высокой производительности сварки, надлежащие химическийсостав, структуру и высокую прочность наплавленного металла. В наплавленномметалле не должно образовываться пор и в особенности трещин, устойчивость дугидолжна быть достаточной, шлаковая корка должна легко удаляться с поверхностишва по окончании сварки.
Приплавлении флюса не должны выделяться в большом количестве вредные газы и дым,особенно при сварке в тесных помещениях, внутри котлов и резервуаров и т.п. Флюсне должен быть слишком гигроскопичным; зерна его должны иметь достаточнуюмеханическую прочность, допускающую многократную подачу флюса к месту сварки иуборку нерасплавившейся части флюса без чрезмерного дробления зерен иобразования большого количества пыли, снижающей качество сварки. Флюсзасыпается на место сварки толстым слоем, 50-60 мм. В процессе сваркирасплавляется лишь 20% флюса, образующего шлаковую корку, остальная, нерасплавившаяся часть флюса, должна быть убрана и затем снова использована присварке.
Современныефлюсы для автоматической сварки разнообразны по назначению, составу и свойствам.Прежде всего флюсы можно разделить по способу изготовления на плавленые. инеплавленые.
Плавленыеизготовляют сплавлением в печах; они представляют собой обычно более или менеесложные силикаты, по свойствам близкие к стеклам. В состав плавленых флюсовможно вводить лишь вещества, растворяющиеся в расплаве, не разлагающиеся и неулетучивающиеся при температуре выплавки флюсов; это в первую очередь окислы игалоидные соединения металлов. Роль плавленых флюсов ограничивается созданиемшлаков, довольно пассивных в металлургическом отношении.
Неплавленныефлюсы представляют собой механические смеси порошкообразных и зернистыхматериалов. В них можно вводить любые вещества, независимо от их взаимнойрастворимости на устойчивости при высоких температурах: свободные металлы,ферросплавы, углеродистые вещества, карбонаты и т.д. Поэтому неплавленные флюсыпозволяют интенсивно проводить различные металлургические процессы легирования,раскисления, модифицирования, создавать защитную газовую атмосферу в зонесварки и т.д. и являются мощным средством управления металлургическимипроцессами при сварке и их регулирования.
Внастоящее время наша промышленность применяет преимущественно плавленые флюсы. Послесоздания автором настоящей книги принципиально нового вида неплавленных флюсов,получивших название керамических, неплавленные флюсы находят все большееприменение. Керамические флюсы начали применятьив других странах, в США ониполучили название „аггломерированные“.
Похарактеру шлака различают флюсы кислые и основные. По содержанию во флюсахсоединений марганца и кремния различают флюсы высоко — и низкомарганцовистыеили соответственно кремнистые; по наличию или отсутствию фтора во флюсе — фтористыеили бесфтористые и т.д.
Поназначению различают флюсы для сварки низкоуглеродистых сталей, легированныхспецсталей, цветных металлов, для наплавочных работ и т.п.
Сваркапод флюсом отличается следующими металлургическими особенностями. Исходный металл,основной и электродный, обычно отличается достаточной чистотой и вполнеудовлетворительным химическим составом. В процессе сварки низкоуглеродистойстали наиболее сильно испаряется и выгорает марганец; наплавленный металлокисляется с образованием закиси железа FeO. Поэтому флюс должен быть хорошораскислен и совместно с электродной проволокой пополнять содержание марганца вванне. Но и совершенно раскисленный флюс, т.е. не содержащий высших окисловмарганца и окислов железа, в условиях сварки вступает в химическоевзаимодействие с расплавленным металлом.
Наиболееважными реакциями являются восстановление окислов марганца и кремния флюсарасплавленным железом, так называемый кремне — и марганцевосстановительныйпроцесс:
MnO+Fe=FeO+Mnи SiOa+2Fe=2FeO+Si,
Этиреакции обогащают наплавленный металл кремнием и марганцем, но одновременно изакисью железа FeO, для удаления которой необходимо применять соответствующиемеры, например поддерживать кислый характер шлака, что связывает FeO в силикат,нерастворимый в жидком металле. Повышение содержания марганца за счет плавленыхфлюсов практически никогда не бывает чрезмерным. Увеличение содержания кремнияиногда превышает допустимые пределы, и приходится принимать меры к его снижению.
Физическиесвойства флюса не менее важны, чем его химический состав. Температура плавленияфлюса, как правило, не должна превышать 1200° С. Вязкость флюса в расплавленномсостоянии должна быть незначительной. В большинстве случаев лучшие результатыобеспечивают флюсы, дающие при расплавлении короткий шлак.
Дляуменьшения вязкости флюса и снижения его температуры плавления применяютспециальные добавки: природный минерал — плавиковый шпат, по химическомусоставу представляющий собой почти чистый фтористый кальций CaF2. Однако присварке он образует вредные газы, содержащие фтор, а также снижает устойчивостьгорения дуги.
Применяемыеплавленые флюсы имеют стеклообразный вид, аморфны, частицы их полупрозначны; называютсяони стекловидными, или „флюс-стекло“; насыпной вес 1,5-1,8 г/см3. Иногдаприменяется пемзовидный флюс, или „флюс-пемза“, имеющий насыпной вес0,6-0,9 г/см3 и состоящий из непрозрачных мелкопористых частиц. Грануляцияфлюсов», т.е. размеры зерен, в разных случаях колеблется от 0,5 до 3 мм.
Чащевсего применяемые плавленые флюсы представляют собой искусственные силикаты,выплавляемые в печах, имеют слабо кислый характер и, по содержанию закисимарганца, относятся к высокомарганцовистым. Во флюсе различают основу, добавки,примеси и загрязнения. Основой флюса являются обычно двойной или тройнойсиликат закиси марганца, окиси кальция, окиси магния, алюминия и т.д.лS. качестведобавки, снижающей температуру плавления и вязкость-, чаще всего используетсяплавиковый шпат. Из примесей и загрязнений, попадающих во флюс вместе сисходными материалами и топливом, а также из футеровки печей, наиболее важнызакись железа, окись алюминия А12О3, сера и фосфор. Все эти примеси изагрязнения вредны для флюса, и их предельное содержание ограничиваетсятехническими условиями. Составы плавленых флюсов в процентах для автоматическойдуговой сварки низкоуглеродистой стали электродной проволокой Св-08 или Св-08Апо ГОСТу 2246-60. Флюсы производятся нашей промышленностью в большихколичествах и являются наиболее распространенными; они относятся квысокомарганцовистым.
Безмарганцовистыефлюсы при сварке низкоуглеродистой стали в настоящее время не применяются. Получитьудовлетворительные результаты сварки низкоуглеродистой стали подсреднемарганцовистыми флюсами можно лишь пользуясь специальной электроднойпроволокой с повышенным содержанием марганца. Применение среднемарганцовистыхфлюсов весьма незначительно.
Однимиз лучших и широко применяемых в нашей промышленности являетсявысокомарганцовистый флюс ОСЦ-45, разработанный К.В. Любавским. Это силикатмарганца MnOSiO2, к которому для снижения температуры плавления и вязкости идля улучшения технологических свойств добавлен при выплавке фтористый кальций (остальноеслучайные примеси и загрязнения). Флюс обладает высокой жидкотекучестью и малойвязкостью при температуре плавления стали. Вследствие высокого содержаниязакиси марганца этот флюс можно применять при сварке низкоуглеродистых сталейстандартной низкоуглеродистой электродной проволокой; при этом швы получаютсявысокого качества. Флюс ОСЦ-45 менее чувствителен, чем другие плавленые флюсы,к отклонениям в химическом составе основного металла, электродной проволоки исамого флюса, а также к ржавчине, содержащейся на поверхности основногометалла, что практически очень ценно. * К недостаткам флюса можно отнестивысокое содержание фтора, могущее вызвать отравление работающих при сварке взамкнутых пространствах (внутри котлов, резервуаров и т.п.), и также снижающееустойчивость дуги.
ФлюсАН-348, разработанный в Институте электросварки им. Е.О. Патона, обеспечиваетнесколько большую устойчивость дуги по сравнению с флюсом ОСЦ-45. Еще вышеустойчивость дуги при сварке под флюсом АН-348-А, выделяющем также меньшевредных газов при работе ввиду пониженного содержания. CaF2. Флюсы ОСЦ-45 и АН-348производятся промышленностью в больших количествах.
Плавленыефлюсы производятся следующим путем. Составные части флюса — марганцевая руда,кварцевый песок, плавиковый шпат и т.д. — смешивают в измельченном состоянии внужном соотношении и загружают в плавильную печь (электрическую дуговую илистеклоплавильную пламенную). По расплавлении шихты и получении однородностижидкий продукт при температуре около 1400° С впускается тонкой струей вгрануляционный бак с проточной водой, где распадается на отдельные зерна изатвердевает в аморфной стекловидной форме без кристаллизации. Затем флюссушат, дробят на вальцах и пропускают через два сита, имеющие, например, первое16 отверстий на 1 см2, а второе 600 отверстий на 1 см2. Остаток на втором ситепредставляет собой готовый продукт; остаток на первом сите поступает наповторное дробление. Материал, прошедший через второе сито, идет в шихту дляпоследующих плавок. Химический состав готового флюса должен соответствоватьустановленному техническими условиями, что проверяется анализом проб.2.3.1 Керамические неплавленные флюсы
Главнойособенностью керамических флюсов является способ их изготовления, во многомсходный со способом изготовления качественных покрытий электродов для ручнойсварки, описанным выше.
Составныечасти флюса тонко измельчаются, смешиваются в нужных соотношениях изамешиваются на водном растворе жидкого стекла в густую пасту, как для покрытияэлектродов способом опрессовки. Сырая масса гранулируется, т.е. превращается взерна размером 1-3 мм, затем подсушивается, прокаливается 2 ч при температуре300-400° С для удаления остатков влаги и повышения механической прочности зеренза счет реакции схватывания жидкого стекла с частицами флюса. Прокаливаниемзаканчивается изготовление керамического флюса, не требующего плавильных печейи больших затрат горючего или электроэнергии на процесс плавления Среднийнасыпной вес керамических флюсов около 1,0 г/см3. Каждое зерно керамическогофлюса состоит из многих тысяч мелких частиц, смешанных в надлежащихсоотношениях и прочно скрепленных.
Керамическиефлюсы не имеют тех основных недостатков, которые присущи обычным неплавленнымфлюсам. Механически прочные зерна необходимого размера обеспечивают достаточнуюгазопроницаемость слоя флюса и не выдуваются газами дуги. Прочное склеиваниечастиц устраняет возможность сепарации и сегрегации отдельных частиц иизменения состава флюса при подаче в зону сварки и уборке, что является однимиз главных недостатков неплавленных флюсов. Тонкое измельчение составных частейобеспечивает их полное сплавление и протекание металлургических реакций, как ив электродных покрытиях.
Кнедостаткам керамических флюсов по сравнению с плавлеными относится меньшаямеханическая прочность и большая гигроскопичность зерен флюса. Керамическиефлюсы открыли новые возможности для автоматической дуговой сварки и значительнорасширили область ее применения.
Длясоздания шлака в состав керамических флюсов вводятся различные минеральныевещества. Принципиальным, очень важным преимуществом керамических флюсовявляется возможность введения в них веществ, разлагающихся при высокихтемпературах с образованием газов, защищающих зону сварки. Для этой цели вводяткарбонат кальция СаСО3 в форме мрамора, разлагающийся при высоких температурахс образованием двуокиси углерода. В процессе сварки особенно важно раскислениеметалла. Для этой цели в керамические флюсы вводят такие сильные раскислители,как металлические титан, кремний, иногда алюминий. При этом часто попутноудается удалить большую часть серы, снизив ее содержание до нескольких тысячныхдолей процента, для чего шлаку придается основной характер за счет повышениясодержания в нем />/>окиси… кальция… СаО.
Керамическиефлюсы открывают широкие возможности легирования наплавленного металла черезфлюс для придания наплавленному металлу особых свойств. Керамические флюсысокращают потребление дорогой легированной сварочной проволоки; в большинствеслучаев достаточно легирования через флюс с применением дешевойнизкоуглеродистой проволоки Св-08. Легирование возможно осуществлять всемиэлементами, в том числе углеродом, что сложно в других случаях. Керамическиефлюсы позволяют модифицировать наплавленный металл, т.е. улучшать его структуру.Наплавленный металл при затвердевании в процессе первичной кристаллизации частоприобретает крупнозернистую дендритную структуру, в форме длинных кристаллов,вытянутых в направлении отвода тепла при затвердевании, нормально кповерхностям охлаждения. В область встречи дендритов, растущих от противоположныхсторон ванны, вытесняются загрязнения металла, в связи с чем прочность металлаздесь снижается, легко образуются горячие трещины; область получила название«зона слабины» а самое явление стыка дендритов называетсятранскристаллизацией. Наступающая при дальнейшем охлаждении стали вторичнаякристаллизация, вызываемая распадом аустенита, часто маскирует и делаетмалозаметной первичную дендритную структуру, которая может быть выявлена лишьспециальным глубоким травлением. В неудовлетворительной первичной структуречасто кроется причина пониженных механических свойств наплавленного металла. Модификациейуничтожается дендритная структура, уже в процессе первичной кристаллизацииметалл затвердевает с образованием равноосных мелких зерен. Такой металлобладает высокими механическими свойствами. Для модификации пригодны мельчайшиенеметаллические включения, служащие центрами кристаллизации, иповерхностно-активные вещества, меняющие поверхностное натяжение металла. Хорошиммодификатором в условиях сварки является титан. Модификация осуществляется присварке электродами с качественным покрытием и под керамическими флюсами. Присварке под плавлеными флюсами модификация обычно выражена слабо, когдамодификатор, например титан, вводится в состав электродной проволоки. Интенсивнаямодификация металла с получением мелкозернистой равноосной структуры припервичной кристаллизации является преимуществом керамических флюсов. Необходимыеэлементы для раскисления, легирования и модифицирования металла обычно вводят вкерамические флюсы, как и в электродные покрытия, в виде ферросплавов.
Преимуществомкерамических флюсов для сварки низкоуглеродистых сталей является малаячувствительность к ржавчине и различным загрязнениям поверхности металла, чтопозволяет снизить требования к очистке поверхности, проводить сварку наоткрытом воздухе в сырую погоду; при этом получается плотный металл без пор свысокими показателями механических свойств.
Длясварки низко — и среднелегированных конструкционных сталей высокой прочностиразработана серия специальных керамических флюсов для производстваответственных изделий. Керамические флюсы также применяются для сваркивысоколегированных сталей, например для аустенитных хромоникелевых нержавеющихи жароупорных сталей. В этом случае необходима уже легированная аустенитнаяпроволока. Керамический флюс производит лишь необходимое дополнительноелегирование. При сварке нержавеющих сталей достигается высокая стойкость зонысварки против межкристалической коррозии.
Известноуспешное применение керамических флюсов для сварки меди, никеля и их сплавов,для наплавочных работ автоматическая и полуавтоматическая наплавка производитсянизкоуглеродистой сварочной проволокой с применением легирующих керамическихфлюсов, содержащих повышенное количество ферросплавов
Функциональнаясхема процесса ультразвуковой сварки
Приэтом способе сварки электрическая дуга горит под зернистым сыпучим материалом,называемым сварочным флюсом (рисунок 1).
/>
Рисунок1. Схема сварки под флюсом
Поддействием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, атакже часть флюса. В зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла,флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкойрасплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищаетдугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающейсреды, осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. Помере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший срасплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. Послепрекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легкоотделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальнымпневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется вдальнейшем при сварке.
3. Автоматы АДС
Вэтом автомате непрерывного действия скорость подачи электродной проволокиплавно изменяется в зависимости от напряжения дуги. Автомат обычно применяетсядля сварки под флюсом дугой переменного тока. Питание дуги производится отсварочного трансформатора ТС через дроссельный регулятор PC, приводногоэлектродвигателя автомата ДГ постоянного тока от вспомогательного управляющегоагрегата, состоящего из электродвигателя трехфазного тока ДА и непосредственносоединенных с ним генераторов постоянного тока ГГ и ГК. Генератор ГГ питаетэлектродвигатель автомата ДГ, а генератор ГК — электродвигатель каретки ДК,служащий для перемещения дуги вдоль шва. Для питания постоянным током обмотоквозбуждения генераторов и электродвигателей постоянного тока служат двастатических двухполупериодных выпрямителя ВДВ и ВНВ.
ДвигателиДГ и ДК имеют независимое возбуждение; их обмотки возбуждения питаются от сетипеременного тока через понижающий трансформатор ТПВ и выпрямитель ВНВ. Якорьдвигателя ДГ питается током от вспомогательного генератора автомата ГГ. Обмоткинезависимого возбуждения генератора ГГ включены дифференциально навстречу другдругу и создают результирующую магнитодвижущую силу, равную разностимагнитодвижущих сил обеих обмоток. Обмотка ГГ1 питается от выпрямителя ВНВчерез потенциометр РИД постоянным напряжением; ток в этой обмотке и еемагнитодвижущая сила Aw1 постоянны и не зависят от состояния сварочной цепи. Втораяобмотка возбуждения ГГ2 питается от напряжения дуги через выпрямитель ВДВ. Токв обмотке и ее магнитодвижущая сила Аw2 пропорциональны напряжению сварочнойдуги.
Результирующаямагнитодвижущая сила обмотки генератора Aw равна Aw=Aw1-Aw2, причем этаразность может быть как больше, гак и меньше нуля, т.е. генератор можетперемагничиваться и его электродвижущая сила может менять не только величину, нои знак.
Приданной схеме число оборотов двигателя автомата ДГ пропорционально напряжениюуправляющего генератора, и направление его вращения меняется при измененииполярности зажимов генератора. При нормальном напряжении дуги генератор ГГразвивает напряжение, обеспечивающее подачу электродной проволоки мотором ДГ соскоростью, равной скорости ее плавления; с увеличением или уменьшениемнапряжения дуги соответственно увеличивается или уменьшается скорость подачипроволоки. При значительном уменьшении напряжения дуги, например при короткомзамыкании, происходит реверсирование мотора ДГ и удаление конца электроднойпроволоки от изделия, так что зажигание дуги производится автоматически.
Кромедвух обмоток независимого возбуждения, управляющий генератор ГГ имеет ещетретью, сериесную обмотку самовозбуждения ГГЗ. Третья обмотка создает Аw 3, повеличине пропорциональную току генератора, а по направлению совпадающую срезультирующей Aw обмоток независимого возбуждения. Наличие третьей сериеснойобмотки возбуждения ГГЗ улучшает динамические свойства автомата, ускоряяизменения скорости подачи проволоки при изменениях длины сварочной дуги.
ГенераторГК питает электродвигатель перемещения дуги ДК, работающий с постояннойскоростью, регулируемой потенциометром РСК; направление перемещения меняетсяпереключением направления тока, питающего якорь электродвигателя ДК. Обычноавтомат АДС-1000-2 выполняют в виде сварочного трактора с двумяэлектродвигателями (рис). Электродвигатель ДГ подает проволоку, аэлектродвигатель ДК перемещает самоходную каретку трактора. Автомат АДС-1000-2предназначен для сварки под флюсом токами до 1200 а проволокой диаметром 3-6 мм.Трактор без флюса и электродной проволоки весит около 60 кг.
4.Опасные и вредные явления, вызываемые физико-химическими процессами источникаэнергии и способа автоматической сварки под флюсом.
Автоматическаясварка под флюсом является наиболее безопасной для человека, но допустим мыхорошо защитили лицо и глаза, но почему-то во время работы ощущаете головнуюболь, боли в горле и общую усталость, которая не проходит даже за выходные дни.Причина в сварочных аэрозолях, которые содержат целый комплекс мельчайшихчастиц, способных причинить большой вред организму. Заболевание развиваетсяскрытно — неделями, месяцами — и только по прошествии, может быть, несколькихлет становится явным и очевидным.
Правильныйвыбор защитных средств — это очень важно!
Уровеньзагрязнения зависит от способа сварки, силы тока при сварке и вентиляции нарабочем месте. Обычно в каждой стране действуют свои нормы и правила,регламентирующие проведение сварочных работ. Выбор защитных средств частоопределяется соглашением между работодателем и наемным работником. Если у Васвозникают сомнения по поводу выбора средств защиты или Вам что-то неясно вотношении вредных производственных факторов, обратитесь за разъяснением кинженеру по охране труда или сторонним экспертам. Индивидуальная защита органовдыхания такие как 3М 9925 респиратор сварочный (FFP2 класс 2)
4. Мероприятия по устранению вредных факторов
Сварочноеоборудование, предназначенное для сварки под флюсом на стационарных постах,должно иметь:
а)приспособление для механизированной засыпки флюса в сварочную ванну;
б)флюсоотсос с бункером — накопителем и фильтром (при возврате воздуха впомещение) для уборки использованного флюса со шва.
Стационарныеустановки для электродуговой сварки флюсом должны быть оснащены местнымиотсосами.
Отсосыдолжны быть расположены непосредственно у места сварки (на расстоянии не более40 мм от зоны дуги в сторону формирования шва). Рекомендуется применять отсосыщелевидной формы.
Скоростьвоздушного потока должна быть 4 — 9 м/сек. в зависимости от требуемого объемаотсасываемого воздуха.
Стационарныеустановки для сварки под слоем флюса должны быть обеспечены механизированнымиустройствами для очистки шва от шлаковой корки с одновременным его сбором. Ручнаяуборка флюса (в респираторе) допускается только в случаях, когда применениефлюсоотсосов не представляется возможным.
Всистеме сбора и подачи флюса должна быть предусмотрена очистка выбрасываемоговоздуха от пыли и газов.
Призасыпке флюса в бункер автомата должны быть приняты меры по защите работающегои окружающих рабочих мест от запыления.
Дляпредупреждения повышенного выделения аэрозоля газов, применяющихся примеханизированной и автоматической сварке, флюс должен быть сухим, незагрязненным посторонними веществами (смазывающими маслами, осколками флюсовойкорки и т.д.).
Присварке под флюсом автоматами, передвигающимися по рельсовому пути, должны бытьобеспечены надежность и правильность закрепления рельсового пути на изделии илина стенде, а также надежность крепления обратных и боковых роликов ходовогомеханизма.
Рабочиеместа сварщиков при сварке труб и других крупногабаритных конструкций должныбыть оборудованы специальными кабинами с подачей приточного воздуха, тепло — извукоизоляцией наружных поверхностей и пультом управления сварочным процессом
Список использованной литературы
1. КабановН.С. Сварка на контактных машинах. М. высшая школа. 1985.
2. БановМ.Д. «Технология и оборудование контактной сварки
3. ДубининН.П., Н.Н. Лиференко, А.Д. Хренов. Технология металлов и других конструкционныхматериалов. М. высшая школа. 1999г.
4. ЛихачевВ.Л. „Электродуговая сварка. Пособие для сварщиков и специалистовсварочного производства“, Солон-Пресс, 2006г
5. “Сваркав машиностроении” т.1 под редакцией Н.А. Ольшанского.