Види дугового зварювання

Електродугове зварювання в даний час є найважливішим промисловим видом зварювання металів і займає перше місце серед інших способів зварювання за кількістю діючих установок, зайнятих робітників, обсягу і вартості продукції, що випускається.

Явище дугового розряду вперше відкрив і досліджував в 1802 р академік В. В. Петров (1761-1834 рр.), Який окреслив дугового розряд в класичній праці «Звістка про гальвані-вольтів-ських дослідах», виданому в 1803 р Серед інших явищ в цій книзі описано і плавлення металів дуговим розрядом. Дугового розряд, як джерело тепла високої температури і світла високої яскравості, не відразу отримав практичне застосування через відсутність досить потужних і економічних джерел струму для харчування дуги. Такі джерела з'явилися лише в кінці XIX в.

Дугового розряд для зварювання металів вперше використав в 1882 р російський інженер Н. Н. Бенардос (1842-1905 рр.). Значні удосконалення в процесі дугового електрозварювання вніс інженер Н. Г. Славянов (1854-1897 рр.). У 1888 р він закінчив розробку способу дугового зварювання електродом, що плавиться - найважливішого способу в сучасній промисловості.

Класифікацію способів дугового зварювання можна провести за різними ознаками, найбільш істотним з яких є спосіб впливу дуги на метал. Дія дуги може бути прямим або непрямим. У першому випадку зварюваний метал включений в зварювальну ланцюг і є одним з електродів. Метал нагрівається головним чином за рахунок бомбардування його поверхні електрично зарядженими частинками, тому питома потужність нагріву поверхні в області електродного плями досить висока. У другому випадку основний метал не включений в зварювальну ланцюг і нагрівається переважно за рахунок теплопередачі від газів стовпа дуги і її випромінювання. Питома потужність нагріву поверхні значно нижче, ніж при дузі прямої дії. Технологічно цей спосіб наближається до газової зварюванні. Різновидом зварювання дугою непрямої дії є плазмова зварювання; проте не завжди можна провести чітку межу між дугового і плазмового зварюванням.



Мал. 1. Зварювальний дуга



Мал. 2. Дуга комбінованої дії



Мал. 3. Зварювання за способом Славянова



Мал. 4. Зварювання за способом Бенардоса:
1 - вугільний електрод; 2 - присадочний метал

Існують комбіновані способи дії дуги (рис. 2). Електроди можуть бути плавкими, (матеріал електродів в цьому випадку приймає істотну участь в утворенні наплавленого металу); можуть бути і не плавляться, або зовсім не плавляться, наприклад вугільні електроди, або ж плавкими повільно і не приймають помітного участі в освіті наплавленого металу (наприклад, вольфрамові електроди). Зварювання дугою прямої дії, що плавиться досить часто називається зварюванням за способом Славянова (рис. 3), апеплавящімся вугільним електродом - зварюванням за способом Бенардоса (рис. 4).

Для живлення дуги може застосовуватися постійний струм або змінний, одно- і багатофазних, низької і високої частоти. Можливе застосування ускладнених схем з одночасним використанням постійного і змінного струмів, струмів різних частот і т. Д..

За способом захисту зони зварювання від навколишнього середовища зварювальні дуги можна розділити на відкриті і закриті, або занурені. У відкритій дузі, видимої зварювальником, зварювальний ванна може не мати ніякого захисту або може бути захищена шаром шлаку або струменем захисного газу, що вдувається в зону зварювання, наприклад водню, аргону, азоту і т. П. Застосовується також і комбінована захист шлаком і газом. Закрита, або занурена дуга, характерна для способу дугового зварювання під флюсом, невидима для зварника.