Zbigniew Zapała gr. 23 |
Laboratorium ze spawalnictwa |
||
Ćwiczenie nr 4. |
Temat: Spawanie łukiem krytym |
||
|
Ocena |
Data |
Podpis |
|
|
20.11.2000 |
|
Spawanie łukiem krytym polega na tym, że łuk jarzy się między elektrodą a materiałem spawanym pod warstwą topnika i jest na zewnątrz niewidoczny. Proces spawania łukiem krytym odbywa się półautomatycznie lub automatycznie. Stosuje się tu znacznie większą gęstość prądu niż przy spawaniu ręcznym. Spawanie łukiem krytym charakteryzuje się oszczędnym zużyciem drutu elektrodowego, gdyż znaczna część przekroju poprzecznego spoiny powstaje z przetopionych brzegów części spawanych. Dzięki skutecznemu odizolowaniu procesu spawania od szkodliwego działania tlenu i azotu z powietrza, uzyskuje się dobre właściwości spoiny. Przy spawaniu łukiem krytym wydziela się mała ilość gazów szkodliwych dla zdrowia, łatwo reguluje się parametry spawania, a obsługa urządzenia nie wymaga specjalnych umiejętności.
Procesy metalurgiczne przy spawaniu łukiem krytym.
Pod wpływem ciepła łuku topi się drut elektrodowy, materiał rodzimy oraz topnik. Proces spawania zaczyna się od zajarzenia łuku. Zaraz po zajarzeniu łuku powstaje jeziorko którego objętość dochodzi od 20 do 25 cm3. przy spawaniu pod topikiem metal jeziorka osiąga temperaturę ok. 1850°C. Z topika i metalu rodzimego oraz metalu elektrody wydzielają się gazy i pary metalu, które gromadzą się pod pewnym ciśnieniem w zamkniętej topnikiem przestrzeni wokół łuku. Proces topienia odbywa się w przestrzeni odizolowanej od powietrza. W chwili zajarzenia łuk jest skierowany prostopadle do powierzchni spawanych części. W miarę przesuwania elektrody w kierunku spawania łuk odchyla się w kierunku przeciwnym do spawania. Dzięki dużej koncentracji ciepła i osłony topika łuk wtapia się głęboko w metal. W miarę oddalania się łuku metal zaczyna krzepnąć od rowka, zachowując warstwę ciekłego żużla, w którym rozpuszczają się gazy wychodzące z krzepnącego metalu. Żużel krzepnie tworząc na licu spoiny łatwo usuwalną skorupę.
Urządzenia do spawania łukiem krytym
Do spawania łukiem krytym stosuje się różne typy automatów. Różnią się one między sobą parametrami spawania i w mniejszym stopniu - rozwiązaniami konstrukcyjnymi. Automaty składają się ze źródła zasilania, głowicy, szafki sterowniczej. Źródłem zasilania może być transformator spawalniczy odpowiednio przystosowany lub pojedyncze przetwornice spawalnicze, a także przetwornice połączone równolegle. Źródło musi mieć charakterystykę statyczną stromo opadającą. Podstawowym podzespołem jest głowica, w której skład wchodzą: podajnik drutu elektrodowego, zasobnik topnika, wahacz, ramię poziome, kolumna pionowa, wózek z napędem, pulpit sterowniczy i bęben z drutem elektrodowym. Wózek jest napędzany silnikiem elektrycznym przez podwójną przekładnię ślimakową. Może pracować poruszając się na lub obok przedmiotu spawanego, lub podwieszony. Szafka sterownicza jest połączona z pulpitem sterowniczym za pomocą wielożyłowego przewodu.
Wpływ parametrów spawania na kształt i wielkość poprzecznego przekroju spoiny.
Przekrój poprzeczny spoiny charakteryzują trzy wielkości: głębokość wtopienia hw, wielkość nadlewu hn, oraz szerokość spoiny b.
Wpływ natężenia prądu spawania na kształt spoiny.
Zmiany poszczególnych wielkości (hw, hn i b) zależą od natężenia prądu. Im wyższy jest prąd tym większa jest spoina. Przy prądzie 800 A spoina jest trzy razy większa niż przy prądzie 300 A, przy czym szerokość spoiny nieznacznie się zwiększa natomiast głębokość wtopienia i wielkość nadlewu znacznie się zwiększają.
W miarę zwiększania się głębokości wtopienia ilość stopionego topnika maleje. Przy zachowaniu tego samego natężenia, a przy zmianie średnicy elektrody czyli zmianie gęstości prądu ulega zmianie głębokość wtopienia. Aby uzyskać głębokie wtopienie, należy spawać drutem o możliwie jak najmniejszej średnicy przy jak największym natężeniu prądu.
Wpływ napięcia prądu na kształt spoiny.
Zmiana napięcia łuku odbija się przede wszystkim na szerokości spoiny, na głębokości wtopienia i zużyciu topnika. Szerokość spoiny wzrasta wraz ze wzrostem napięcia, natomiast głębokość wtopu maleje.
Wpływ napięcia łuku na głębokość wtopienia przy spawaniu dużymi prądami jest nieznaczny i może być pominięty. Natomiast przy mniejszych natężeniach prądu wpływ ten jest wyraźny i w miarę zwiększania napięcia zmniejsza się głębokość wtopienia. Zwiększanie napięcia powoduje wzrost poboru ciepła na topnienie topnika, którego zużycie tym samym wzrasta.
Wpływ prędkości spawania na kształt spoiny.
Objętość jeziorka metalu zależy również od prędkości spawania. Ze zmniejszeniem prędkości spawania objętość jeziorka rośnie. Przy małej prędkości spoina układa się stosunkowo szeroko i z niskim nadlewem, przy dużej prędkości kształtuje się wysoka spoina. Głębokość wtopienia przy małej prędkości spawania jest na ogół duża. W miarę zwiększania prędkości głębokość wtopu maleje. Zbyt duża prędkość spawania jest niebezpieczna ze względu na możliwość przyklejania spoiny.
1