2
Łuk spawalniczy
Projektowanie konstrukcji spawanych, zasady projektowania
Rola głównego spawalnika w zakładzie produkcyjnym
ŁUK ELEKTRYCZNY – 1.6
-Spawalniczy łuk elektr. jest rodzajem wyładowania elektrycznego przy normalnym lub podwyższonym ciśnieniu gazu i przy dostatecznej mocy źródła.
Wyładowaniu temu towarzyszy wydzielanie się dużej ilości energii cieplnej pochodzącej z przemiany energii elektrycznej.
Ilość ciepła wydzielonego przez łuk elektryczny zależy od parametrów prądowych i sprawności cieplnej przemiany.
Stopień wykorzystania ciepła łuku określa współczynnik sprawności procesu nagrzewania .
Wartość współczynnika jest różna dla różnych metod spawania.
-Aby łuk mógł normalnie jarzyć w czasie spawania warstwa powietrza w przestrzeni łukowej musi ulec zjonizowaniu tj. musi stać się dobrym przewodnikiem prądu. Polega to na tym, że w momencie zwarcia elektrody z materiałem spawanym wzrasta natężenie prądu wskutek tego koniec elektrody się nagrzewa powodując, że cząsteczki gazów zawartych w powietrzu i w gazie rozpadają się na mniejsze elektrycznie naładowane cząstki elektrony i jony. Elektrony ujemne są przyciągane przez anodę a jony dodatnie przez katodę. Strumień wyzwolonych jonów przepływa między elektrodą a metalem spawanym, dzięki czemu łuk staje się dobrym przewodnikiem prądu i szybko doprowadza do stopienia elektrody i spawanego materiału ./MAG/
-Charakterystyka statyczna łuku spawalniczego jest to zależność napięcia łuku od prądu spawania dla stałej długości łuku przy metodzie MIG-MAG – charakterystyka płaska lekko opadająca .
-Zjawisko samoregulacji – Aby łuk spawalniczy był stabilny musi następować stała automatyczna dążność do zrównania prędkości podawania drutu z prędkością stapiania drutu /MIG-MAG/
Łuk będzie tym bardziej stabilny im zjawisko samoregulacji jaka będzie następowała możliwie jak najszybciej.
-Zjawisko ugięcia łuku – powoduje pole magnetyczne powstające w czasie spawania wokół wszystkich elementów obwodu spawalniczego (przewodów, elektrody, łuku i spawanego materiału)
Ze względu na giętkość łuku, każdy nierównomierny rozkład sił pola będzie powodował odchylenie kierunku łuku od osi elektrody czyli tak zwane ugięcie łuku.
-Wpływ rodzaju prądu i biegunowości łuku na rozdział ciepła i kształtu spoiny
Prąd stały , biegunowość
ujemna
Prąd stały biegunowość
dodatnia
Prąd przemienny
usuwanie tlenków
nie ma
jest
co pół cyklu
bilans cieplny
70 % na elektrodę
30% na materiale
30 % na materiale
70% na elektrodę
50% na elektrodę
50% na materiale
wtopienie
głębokie wąskie
płytkie szerokie
średnie
sprawność cieplna elektrody
bardzo dobra
zła
dobra
-Przenoszenie metalu w łuku spawalniczym wg Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa
-zwarciowe
-bez zwarciowe – grubo kroplowe – kroplowe
- kroplowe odchylone
-natryskowe - wyrzutowe
- strumieniowe
- strumieniowo- spiralne
Odrywanie kropli stopionego metalu od końca drutu elektrodowego :
Na odrywanie ma wpływ :
-przyspieszenie ziemskie
-lepkość
-siły elektromagnetyczna, elektrostatyczna, bezwładności odrzutu odparowującego materiału i siły ssące
-ściągające się krople oraz napięcie powierzchniowe
-Spawanie prądem stałym łukiem pulsującym polega na :
impulsowym wprowadzaniu ciepła łuku cyklicznie powtarzającymi się impulsami prądu spawania. Stosowana jest wyłącznie biegunowość ujemna prądu a prąd podstawowy, którego zadaniem jest podtrzymanie jarzenia łuku i zmniejszenia prędkości chłodzenia poszczególnych spoin punktowych tworzonych kolejnymi impulsami prądu, stanowi 10-15 % prądu impulsu.
Powstała spoina składa się z kolejnych zachodzących na siebie spoin punktowych.
Zmieniając parametry impulsów prądu można efektywnie regulować kształt i rozmiary jeziorka spawalniczego, wpłynąć na krystalizację stopiwa i szerokość SWC oraz znacznie obniżyć naprężenia i odkształcenia spawalnicze.
-Właściwości fizyczne gazów osłonowych :
ARGON :
-obojętny
-cięższy od powietrza
-mały rozprysk
-łuk natryskowy
-niski potencjał jonizacji
-wtopienie w kształcie palca
-wysoki współczynnik napięcia powierzchniowego
-szybkie krzepnięcie spoiny
-niski współczynnik przewodnictwa cieplnego
DWUTLENEK WĘGLA /CO2/ :
-wolne krzepnięcie jeziorka
-poprawia formowanie i kształt spoiny
-wysoki rozprysk
-brak łuku natryskowego
-wzrost zawartości węgla w spoinie
-wzrost zawartości tlenu w spoinie
-wzrost stopnia wypalania składników stopowych
HEL /He/ :
-wolne krzepnięcie
-wysoki potencjał jonizacji
-lżejszy od powietrza
-utrudnione zajarzenie łuku
-wysoki współczynnik przewodnictwa cieplnego
TLEN /O2/ :
-obniża napięcie powierzchniowe
-obniża wielkość rozprysku
-ułatwia emisję elektronów
-zwiększa rzadkopłynność jeziorka
-zwiększa wydajność spawania
1
aliens12