電気溶接の基本。スキーム、説明

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電気溶接。電気溶接の基礎。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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溶接 - これは、XNUMX つの部品を一体的に接続することを可能にする技術プロセスです。電気溶接は、電気アークの影響下で金属が溶けて融合する能力に基づいています。

溶接アーク - 電圧がかかっている電極 1 と製品 3 の間の、さまざまな材料のガスと蒸気のイオン化混合物における長期の放電。

アークの構成には次のものが含まれます（図17.1）。柱; カソード領域。

電気溶接の基礎
米。 17.1。溶接アーク

アーク温度 (5000 ～ 7000 °C) により、あらゆる金属および合金を溶解できます。アノードとカソードの表面では、アークの温度が 3500 ～ 4000 °C まで低下します。

電気アークは、溶接アークの短絡とその後のワークピースからの電極の急速な除去によって励起されます。

弧長電極棒の直径とほぼ同じです。

溶接電流に対するアーク電圧の依存性は、静電流電圧特性 (CVC) と呼ばれます。

電気溶接の基礎
米。 17.2. 溶接アークの静的電流電圧特性

電気溶接の主な種類は次のとおりです。:

ピース（または消耗品）電極を使用した電気溶接。
ワイヤーによる半自動電気溶接;
非消耗電極を使用したアルゴンアーク溶接。
接触溶接。

アーク溶接 融着に関すること。このタイプの溶接では、ベース金属とフィラー金属の溶解は、電極と溶接される金属の間で燃焼する電気アークによって実行されます。

溶融したベース金属とフィラー金属 (電極、ワイヤ、またはテープ) は、溶接部を形成する金属の結晶化の結果として溶接池を形成します。アーク溶接の熱源は溶接アークです。これは、溶接に使用されるガスと金属蒸気の高度にイオン化された混合物における安定した放電であり、高電流密度と高温を特徴とします。

半自動および自動の中心 ガスシールド溶接 手動アーク溶接で使用されるプロセスと同じです。

主な違いは、消耗電極であるワイヤが継続的に供給されることです。

半自動溶接では、製品と溶接池を酸化から保護するためのいくつかの種類の保護が使用されます。:

シールドガスの溶接;
フラックス入りまたはフラックス入りワイヤによる溶接;
サブマージアーク溶接。

産業、修理作業、家庭用で最も一般的に使用されているのは、シールドガスでの半自動溶接であり、これは主に消耗品が比較的安価であるためです。これらの機械の中には、フラックスワイヤーを使用して溶接できる機能を備えたものもあります。しかし、サブマージアーク溶接は主に大規模な工業用および大量生産に使用されます。

アルゴンアーク溶接 - アルゴンをシールドガスとして使用するアーク溶接。非消耗性のタングステン電極と消耗性の電極を使用したアルゴンアーク溶接を適用します。タングステン電極を使用したアルゴンアーク溶接は、手動でも自動でも行うことができます。

送りなしでもフィラーワイヤ送りありでも溶接が可能です。このプロセスは主に厚さ 3 ～ 4 mm 未満の金属を対象としています。ほとんどの金属は、直流極性の直流電流で溶接されます。アルミニウムの溶接は交流で行われます。

直接極性（製品にプラス、電極にマイナス）:

熱電子放出のためのより良い条件;
タングステン電極のより高い抵抗;
より高い許容電流制限。

直径3mmのタングステン電極を使用した場合の許容電流は、:

直接極性140-280 A;
交流電流で100〜160 A;
逆極性20-40A。

直線極性のアークは容易に点火し、10 ～ 15 V の電圧で広範囲の電流密度で安定して燃焼します。

逆極性:

アーク電圧が上昇します。
その燃焼の安定性が低下します。
電極の抵抗が急激に減少します。
加熱と電極の消費量が増加します。

逆極性アークのこれらの特徴により、溶接プロセスでの直接使用には適していません。

逆極性の電気アークには重要な技術的特性があります。つまり、その動作中に、溶接中の金属の表面から酸化物や不純物が除去されます。

この現象は、逆極性で金属表面に重いプラスのアルゴンイオンが衝突し、電場の影響下でプラス（電極）からマイナス（製品）に移動し、表面の酸化膜を破壊するという事実によって説明されます。金属が溶接され、陰極（製品表面）から出る電子は、破壊された酸化皮膜の除去に寄与します。

酸化物を除去するプロセスはと呼ばれます カソードスパッタリング.

逆極性アークの特定の特性は、強力な酸化皮膜を有する Al および Al 合金を溶接するときに使用されます。ただし、タングステン電極は逆極性の直流では抵抗が低いため、交流を使用します。

この場合、溶接されるワークピースが陰極である場合、膜の除去、つまり陰極スパッタリングが発生します。

非消耗電極を使用して交流で溶接する場合、正極性と逆極性のアークの利点がある程度実現されます。つまり、電極の安定性と酸化皮膜の破壊が保証されます。

アークは、炭素棒で電極と金属を閉じるか、発振器を使用して高周波と電圧を短時間放電させることによって発生します。

手溶接 バーナー角度を前方に傾ける場合、製品表面に対する傾斜角度は70〜80°です。フィラーワイヤーは 10 ～ 15°の角度で送られます。溶接の最後に、手動溶接の場合はアークを徐々に伸ばしてクレーターを埋めます。自動溶接の場合は、特別なクレーター溶接装置を使用して、溶接電流を徐々に減少させます。冷却された金属を保護するために、電流がオフになってから 10 ～ 15 秒後にガスの供給が停止されます。

接続タイプ、基本的には溶接金属の厚さに応じて選択されます。接合部を完全にアーク溶接できる厚さの部品については、エッジはカットされません。

フィラーワイヤーなしの TIG 溶接 薄い厚みに使用されます。金属の厚みが 2 ～ 2,5 mm を超えるとフランジ加工を行うのが難しいため、金属の場合はエッジカットが必要になります。

厚さが 6 ～ 8 mm を超える場合は、片側のエッジ切断が使用され、多くの場合、完全な貫通を確保するために裏地が付けられます。厚み20tmm以上の部品は両面切削となります。

このような厚さで両側溶接が不可能な場合（たとえば、厚さが厚く、直径が小さいパイプ）、端のU字型またはカップ型の片側切断を作成し、複数回に分けて溶接を実行します。通ります。しかし、これにより溶接の内部品質が多少低下し、金属の堆積量が増加します。

継ぎ目の始まりと終わり 取り付けられた技術ストリップ上で実行され、溶接後に除去されます。縫い目の始まりと終わりはテクノロジーストリップを使用して取り除かれます。

通常、最初と最後に最も多くの欠陥があります。:

溶融;
溶けていないクレーター;
断面全体の非定常溶接のエラー。
アーク着火不良等

溶接前に、エッジの汚れ、スケール、錆を取り除き、金属光沢を出します。溶接後、継ぎ目はスチールブラシで洗浄され、望ましい外観が得られ、多くの場合、欠陥が明らかになります。

出力。溶接部の表面にフラックスクラストの残留物や酸化物が存在すると、溶接部の腐食破壊が起こります。

場合によっては、アルミニウム合金に作られた継ぎ目に防食溶液が塗布されることもあります。 シールド溶接モード 電極金属の微細な液滴転写を考慮して、溶接する金属の厚さとグレード、電極ワイヤの直径とグレードに応じて選択されます。

鋼を溶接する場合、タングステン電極の直径と最適な電流値は、関連する参考書に記載されている表に従って選択されます。

タングステン電極を使用した高合金鋼のアルゴンアーク溶接では、この鋼のサブマージアーク溶接と同じ組成の電極ワイヤが溶加材として使用されます。

著者: Koryakin-Chernyak S.L.

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