Книги по строительству и ремонту

Технология каменных и монтажных работ

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Самый распространенный способ сварки металлов в строительстве —дуговая сварка. Она основана на возникновении электрической дуги между электродом и свариваемыми деталями. При касании электрода свариваемого изделия вследствие имеющихся на нем микроскопических неровностей замыкание всегда происходит в местах точечных контактов — выступов. Большая плотность тока, проходящего через эти контакты, обеспечивает быстрый нагрев их до высоких температур. При последующем отводе конца электрода от поверхности изделия на 2—5 мм происходит ионизация газа в межэлектродном зазоре. В таких условиях достаточно иметь на концах анода и катода (изделие и электрод) напряжение 50 В, чтобы установился стационарный дуговой разряд (горение дуги).

Температура дуги превышает 5000°С. Благодаря этому на поверхности электрода образуется слой расплавленного металла, который в виде капель переходит с электрода на свариваемое изделие, где смешивается с расплавленным металлом шва. При этом конец электрода в некоторые моменты касается изделия, производя короткие замыкания; плотность тока в местах точечных контактов резко повышается, металл электрода в этих местах вскипает и происходит разрыв между расплавленной частью (каплей) и остальной частью электрода. Это явление имеет характер взрыва, сопровождаемого треском, характерным для горения дуги.

Расплавленный металл всегда переносится от электрода к изделию (основному металлу) независимо от направления тока. Под влиянием электромагнитных сил в зоне горения дуги (249) происходит движение газов, образующихся при расплавлении конца электрода, которое направлено от электрода 1 к изделию 5. Это движение газов создает давление дуги на расплавленный металл изделия и образует в нем углубление кратер 2, вытесняя жидкий металл сварочной ванны из зоны горения дуги 3 и тем самым способствуя более глубокому расплавлению металла изделия 5.

 Толщина слоя основного металла, перешедшего в расплавленное состояние, называется глубиной провара 4: При ручной сварке глубина провара достигает 1—2 мм, при специальных видах сварки — автоматической или методами глубокого проплавления — она значительно увеличивается.

Если    разогрев    основного металла   изделия  будет   недостаточным при   сварке,   то он может   вообще  не  перейти   в жидкое   состояние,   присадочный металл  (металл   электрода) застынет на изделии и молекулярного соединения метал-лов в один сплав не  произой-дет. Такое явление называется непроваром.   При   чрезмерном    йнздмия разогреве   изделия   возможно    металл интенсивное       проникновение кислорода воздуха внутрь стали свариваемого изделия и ее загрязнение окислами, а также выгорание углерода, марганца и других необходимых компонентов стали. Такое явление называют пережогом. Пережог резко снижает прочность стали и не может быть исправлен. Пережженный   металл   надо полностью удалять из сварного соединения.

Находясь в жидком состоянии, металл электрода и сварочной ванны поглощает из воздуха кислород и азот, которые, частично растворяясь в нем, делают структуру наплавленного металла хрупкой и неоднородной, склонной к старению. Вредные влияния воздушной среды особенно резко проявляются при сварке непокрытыми электродами, когда металл шва быстро остывает и закаливается, а выделяемые из расплавленного металла газы остаются внутри шва в виде пузырьков и шлаковых включений. Указанные вредные влияния в значительной степени устраняются, если для сварки применяют электроды, покрытые обмазкой, и если сварка производится короткой дугой.

Длина дуги определяется расстоянием между дном кратера сварочной ванны и концом электрода. Чем она короче, тем быстрее расплавленный металл электрода пройдет через газовый промежуток и тем меньше вредное действие воздуха на качество шва. Обычно нормальная длина дуги поддерживается в пределах 0,5—1,1 йэ, где кэ—диаметр электрода.

Дуговая сварка производится как на постоянном, так и на переменном токе. При сварке постоянным током к изделию подключают провод, соединенный с плюсовым контактом машины, а к электроду — провод от минусового контакта машины. Такое соединение сварочной цепи называется соединением с прямой полярностью. В этом случае на положительном электроде выделяется большее количество тепла, которое используется для лучшего прогрева свариваемого изделия. Обратное соединение (плюс на электроде и минус на изделии) называется соединением с обратной полярностью. Им пользуются при сварке тонких листов, чтобы не прожечь их. Экономически более выгодна сварка на переменном токе, поэтому на постоянном токе сваривают только наиболее ответственные конструкции.

Для зажигания сварочной дуги достаточно иметь напряжение тока 50 В, а при ручной сварке напряжение снижают до 16—25 В. Сила тока в зависимости от толщины свариваемых элементов равна 150—500 А.

Питание дуги непосредственно от электрической сети невозможно, так как напряжение в сети выше необходимого. Поэтому для сварочных работ применяют агрегаты, обеспечивающие преобразование тока до заданной силы и напряжения.. При сварке на постоянном токе в большинстве случаев используют агрегаты, состоящие из трехфазного асинхронного электродвигателя и одно-постового генератора. При работе электродвигатель подключают к сети переменного тока. Потребляя энергию, он вращает генератор, вырабатывающий постоянный ток необходимого напряжения и силы, который по проводам подается к электроду и свариваемому изделию для питания дуги.

Часто приходится вести монтажные работы и производить сварку в местах, где электроэнергии нет. В этих случаях применяют сварочные машины, у. которых вместо электродвигателя установлен двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, керосине или другом топливе.

Для сварки переменным   током   вместо   генератора используют сварочные трансформаторы, понижающие напряжение внешней электрической сети до 55—65 В, и регуляторы силы тока. Сварочные трансформаторы бывают как с отдельными, так и со встроенными в них регуляторами сварочного тока.

Основной рабочий инструмент сварщика — электро-додержатель со сварочным проводом. Электрододер-жатель служит для закрепления электрода и сварочного провода, подводящего электрический ток. Рукоятку держателя выполняют из электро- и теплоизоляционного материала (твердых пород дерева, прессованных материалов, пластмасс). Наибольшее распространение имеют вилочные, пружинные, зажимные электрододержатели (250, а, б, в). Сварочный провод, подводящий ток . к элек-трододержателю, должен быть достаточно гибким и прочным, с надежной изоляцией.

К. вспомогательному инструменту сварщика относятся: металлическая щетка и молоток для зачистки шлака, зубило, слесарный молоток, клеймо, набор шаблонов для проверки размеров швов. Для защиты глаз и лица сварщика от лучей сварочной дуги и брызг расплавленного металла служат щитки и маски-шлемы (251) с защитными стеклами (светофильтрами). Щитки делают из жаростойкого материала, не проводящего электрический ток (фибры, кожи, фанеры). Сварщик при работе держит щиток в левой руке. Маску надевают поверх головного убора и закрепляют фиксирующим приспособлением, так что она может удерживаться при любом положении головы. Работает сварщик в брезентовой спецодежде и брезентовых рукавицах.