Сварочные агрегаты. Принцип работы, технические характеристики.
Сварочный агрегат является автономной установкой, предназначенной для сварки и резки электродугой. Основными элементами агрегата являются двигатель внутреннего сгорания и генератор, который вырабатывает сварочный ток. Помимо этих двух, основных, имеется еще ряд вспомогательных элементов, таких как генератор для подачи энергии электрическим приборам, блок для сушки электродов, система, которая регулирует сварочный ток и его параметры, прибор для воздушно-плазменной резки, а также специальный блок для прогрева мерзлого грунта, бетона, льда.
Примечание! Автономные агрегаты оборудованы абсолютно всем необходимым для независимой работы в любых условиях. Принцип работы заключается в том, что генератор преобразует крутящий момент двигателя в ток для сварки. Автономный сварочный агрегат получил широкое распространение, благодаря возможности проводить работы по сварке в полевых условиях.
Также причиной выбора этих аппаратов является плохое состояние электросетей, что приводит к скачкам напряжения при его включении. Часто сварочным агрегатом называют установки, которые получают питание не от отдельного двигателя, а от коробки отбора мощности автомобиля или трактора. Такие аппараты являются сварочными приставками, так как они не полностью автономны. Источники питания для сварки делятся на два вида: дизель и бензин.
Дизельный сварочный агрегат используется для питания одного или нескольких сварочных аппаратов. Он обеспечивает подачу постоянного тока для любого штучного электрода. Состоит он из приводного двигателя и сварочного генератора. Двигатель обеспечивает подачу постоянного тока для сварки на генератор. Дополнительно он оборудуется устройством для запитки освещения и электрических инструментов, а также для сушки электродов. Для удобства передвижения собирается на шасси, что превращает его в колесный сварочный агрегат.
Сварочный агрегат бензиновый применяется для подачи напряжения на пост ручной дуговой сварки. Подается постоянный ток, который применяется для работы с любыми электродами в местах, где отсутствует электричество. Точно так же, как и дизельный, бензиновый аппарат состоит из приводного двигателя и сварочного генератора. Регулировка тока производится ступенчато. Агрегат может выступать в роли мини-электростанции и обеспечивать напряжением электроинструмент или поддерживать свет.
2. Технология сварки алюминия и его сплавов
Алюминий. Начать следует с того, что сварка как алюминия, так и его сплавов осложнена тем, что в процессе сварки на поверхности расплавленного слоя моментально образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия. Эта пленка препятствует процессу сплавления отдельных частиц металла. Дело в том, что оксид алюминия плавится при температуре 2050°С, а сам алюминий — 658°С, Чтобы преодолеть эту технологическую трудность, применяют ряд специальных способов.
Первое и важное условие — подготовка к сварке. Соединяемые детали должны быть обязательно обезжирены, при этом уже имеющаяся на поверхности пленка оксида алюминия удаляется. Присадочная проволока обрабатывается таким же способом. Электродные стержни также очищаются перед нанесением на них покрытия. - Металл на ширине 80—100 мм от кромки обезжиривают растворителями (авиационным бензином, техническим ацетоном), затем механической зачисткой или химическим травлением удаляют оксидную пленку.
Удаление пленки оксидов включает следующие операции; травление в течение 0,5—1 мин (состав: раствор едкого натра 50 г и фторида натрия 40 г на 1 л воды); промывку в проточной воде, осветление в течение 1— 2 мин в 30%-м растворе азотной кислоты для алюминия и сплавов типа АМц или 25%-и растворе ортофосфорной кислоты для сплавов типа АМг; промывку в проточной) а затем горячей воде; сушку до полного удаления влаги. Обезжиривание и травление рекомендуется выполнял, не более чем за 2—4 ч до сварки.
Электроды непосредственно перед сваркой надо просушить в течении двух часов при температуре 200°С.В связи с тем что алюминиевый электрод плавится в 2—3 раза быстрее стального, скорость сварки алюминия должка быть соответственно выше. Сварку рекомендуется выполнять непрерывно в пределах одного электрода, так как пленка шлака на кратере и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги. Для обеспечения устойчивого процесса при минимальных потерях на разбрызгивание рекомендуется принимать сварочный ток из расчета не более 60 А на 1 мм диаметра электрода.
Сварка металла толщиной до 2 мм осуществляется без присадки и без разделки кромок, металл толщиной свыше 2 мм сваривают с зазором 0,5—0,7 толщины свариваемых листов или с разделкой кромок. Оксидную пленку удаляют о помощью флюсов АФ-4А.
Ручную сварку покрытыми электродами применяют в основном при изготовлении малонагруженных конструкций из технического алюминия, сплавов типа АМц и АМг, силумина. Использование постоянного тока обратной полярности и предварительного подогрева (для средних толщин — 250—ЗОО°С, для больших толщин — до 400°С) обеспечивает требуемое проплавление при умеренных сварочных токах.
Ручная дуговая сварка изделий из технически чистого алюминия производится электродами ОЗА-1, а сварка изделий из силуминов — электродами ОЗА-2. Разработаны новые электроды ОЗАНА, которые по технологическим характеристикам существенно превосходят электроды серии ОЗА. При использовании этих электродов обеспечивается мелкокапельный перенос электродного металла, хорошее формирование шва в любых пространственных положениях, легкая отделимость шлаковой корки.
3. Дефекты сварных швов, выявляемые наружным осмотром и измерениями, причины их образования и способы устранения
Поверхностные дефекты включают:
проплавы— излишнюю вогнутость, которая получается при чрезмерной силе тока, высоких скоростях варки или при большом угле разделки кромок;
подрезы — незаполненное пространство разделки шва, получающееся при излишне быстрой скорости сварки или большой силе тока;
наплывы— чрезмерное заполнение разделки шва, которое получается при малой скорости сварки, неправильных колебательных движениях электрода или неравномерном перемещении его вдоль шва (например, вследствие пробуксовки сварочной проволоки в подающем механизме);
кр а т е р ы — местное выплавление металла, образующееся в результате давления газов дуги на расплавленный металл в сварочной ванне.
Внутренние дефекты включают:
газовые поры — пустоты размером от микроскопических до 3 мм в диаметре, появляющиеся вследствие плохой очистки кромок свариваемого металла и проволоки от загрязнений, недостаточной просушки электродов и флюсов, большой длины или неправильной полярности дуги, повышенного содержания углеро-дов в основном или присадочном металле; поры могут располагаться внутри шва или выходить на поверхность группами в отдельном месте, или равномерно по всему шву;
т р е щ и н ы — разрывы металла от микроскопических до нескольких миллиметров как в металле шва, так и в основном металле вследствие несоответствия режима сварки и сварочных материалов химическом)' составу свариваемого металла и конструктивным формам изделия;
неп р о в ар ы — несплавление основного металла с наплавленным вследствие неправильной подготовки кромок и сборки иод сварку, загрязнения кромок, несоблюдения режима сварки но таким показателям, как сила тока, напряжение на дуге, длина дуги, скорость сварки;
включения — частицы шлака в металле шва вследствие плохой очистки свариваемых кромок от ржавчины, окалины и плохой очистки прихваток или предыдущих слоев при многослойных швах.
Исправление дефектов сварных швов допускается только с разрешения ОТ1\ и заказчика. Исправление сварных швов следует производить по технологии, разрабатываемой применительно к конкретной конструкции или в соответствии с указаниями настоящих Технических правил. Технология ремонта и исправления сварных швов должна оформляться самостоятельным документом во всех случаях, когда ремонту подлежит сложная пространственно-листовая конструкция и когда ремонт и исправление швов могут вызвать образование дополнительных дефектов. При исправлении швов должны применяться такие же сварочные материалы, которые использовались при сварке конструкции, если они не являются причиной дефектов. Если причиной дефектов явились сварочные материалы, то для исправления дефектов должны применяться только материалы, которые гарантируют требуемое качество швов.
При исправлении дефектных швов должен применяться механический способ удаления дефектов и подготовки под сварку. Допускается выплавлять дефекты воздушно-дуговым способом с последующей механической обработкой поверхности.
Поверхностные дефекты (проплавы, незаплавленные кратеры, наплывы, подрезы) следует полностью удалить механическим способом и наплавить металл, если такая наплавка требуется для обеспечения проектных размеров шва.
Удаление дефектных швов с трещинами должно производиться только механическим способом. Концы трещины и места резкого изменения ее направления до разделки должны засверливаться.