Плавления электрода

При сварке на переменном токе по схеме на рис. 26, в возникает трехфазная дуга: одна дуга горит между электродами (независимая дуга) и две другие — между каждым электродом и изделием. Все дуги горят в одном плавильном пространстве. Регулируя ток в каждой дуге, можно изменять количество расплавляемого электродного металла или проплавление основного металла. В первом случае способ удобен при наплавочных работах и для сварки швов, требующих большого количества наплавленного металла. Недостаток способа — необходимость точного согласования скоростей подачи электродов. Сварку сдвоенным электродом, двумя и большим числом электродов выполняют на автолттах.

Первая печь Э. Стассано по своей конструкции была похожа на доменную печь. Она имела шахту, заплечики и загружалась сверху через засыпную воронку. В ее горн вводили два горизонтально установленных угольных электрода. В дальнейших конструкциях Стассано отказался от печи шахтного типа. От старой конструкции фактически остался только горн. Новая печь имела три пары электродов. Заставляя гореть одну,, две или все три электрические дуги, можно было регулировать температуру в плавильном пространстве. Шихтовые материалы для электроплавки вводили ниже зоны горения электрической дуги. Несколько лет спустя Э. Стассано построил в Турине вращающуюся электропечь. При этом

4) в индукционных бессердечниковых печах, тигли которых могут быть изготовлены из кислых, основных или нейтральных огнеупоров (в плавильном пространстве индукционных печей может поддерживаться обычная или любая контролируемая по составу и величине давления атмосфера).

1. Улавливание и сепарация шлака в плавильном пространстве....................... 101

1. Температура в плавильном пространстве........ 285

При снижении нагрузки топки с жидким шлакоудалением наступает сухой режим работы топки. Это явление обусловливается главным образом падением температуры факела в плавильном пространстве топки. Шлак, выпадающий из факела при сухом режиме работы топки, нагромождается на поде, где он расплавляется при небольшом последующем повышении нагрузки.

К недостаткам топок с жидким шлакоудалением относится то обстоятельство, что их нельзя неограниченно долго эксплуатировать без вытекания шлака в жидком виде. Такая работа имеет место в основном при малых нагрузках. Однако этот недостаток при высоких загрузках электростанций в настоящее время не имеет существенного значения. Более важным недостатком топок с жидким шлакоудалением является тот факт, что они не могут сжигать высоковлажные бурые угли и лигниты без хорошей предварительной просушки. Высокая влажность углей снижает температуру пламени в плавильном пространстве, так что плавление шлака становится невозможным.

Нижняя часть топки с жидким шлакоудалением является плавильным пространством (на рис. 1 плавильное пространство заштриховано). В плавильном пространстве го-. рение должно закончиться, и QO выделившееся при этом тепло рис. должно обеспечить поддержание высокого температурного уровня.

Стены плавильного пространства покрыты слоем шлака, который обеспечивает тепловую изоляцию между экранами и факелом. Этот застывший слой предохраняет экраны также от воздействия расплавленного шлака. В плавильном пространстве факел отдает стенам топки небольшую часть тепла вследствие наличия шлакового слоя.

тепла с помощью радиации из плавильного пространства в охлаждающее 'невыгоден для топок, работающих при пониженных нагрузках. Чтобы ограничить эту радиацию, снижающую температуру в плавильном пространстве, в верхней части плавильной камеры выполняют сужение, как показано на рис. 151. Такие топки с жидким шла-18

Распределение температур в плавильном пространстве однокамерной топки иное, чем в плавильной камере с обмазанными стенами. Температура пламени быстро падает ст пода вверх, так что зона высоких температур располагается над самым дном. По замерам автора падение температуры пламени на 1 м высоты плавильной камеры достигает 50° С.

Во время ведения процесса сварщик обычно перемещает электрод не менее чем в двух направлениях. Во-первых, он подает электрод вдоль его оси в дугу, поддерживая необходимую в зависимости от скорости плавления электрода длину дуги. Во-вторых, перемещает электрод в направлении наплавки или сварки для образования шва. 13 этом случае образуется узкий валик, ширина которого при наплавке равна примерно (0,8 ч- 1,5) с/эл и зависит от силы сварочного тока и скорости перемещения дуги по поверхности изделия. Узкие валики обычно накладывают при проваре корня шва, сварке тонких листов и тому подобных случаях.

Приведем расчет состава защитного шлака, образующегося в результате плавления электрода, и определим коэффициент его кислотности, характеризующий многие особенности шлака, на примере электродов типа Э46Аа (ГОСТ 9467-75), марки УОНИ-13/45, с покрытием основного типа.

В основу принципа саморегулирования положена постоянная скорость подачи электродной проволоки вне зависимости от напряжения, тока сварки или длины дуги. Устойчивость процесса сварки обеспечивается изменением скорости плавления электродной проволоки при случайных колебаниях тока дуги, которые происходят при изменении ее длины. Каждой фиксированной скорости подачи электродной проволоки соответствует свой режим горения дуги, при которой скорость подачи равна скорости плавления металла. При небольшом изменении длины дуги меняются режим плавления электрода и упомянутые две скорости. В результате длина дугового промежутка начнет восстанавливаться; скорость этого восстановления

где /д — длина дуги; va — скорость плавления электрода.

Сварка под флюсом. Этот один из основных способов с парки высоколегированных сталей толщиной 3—50 мм имеет большое преимущество перед ручной дуговой сваркой покрытыми электродами ввиду стабильности состава и свойств металла по всей длине шва при сварке с разделкой и без разделки кромок. Это достигается отсутствием частых кратеров, образующихся при смене электродов, равномерностью плавления электродной проволоки и основного металла по длине шва (при ручной сварке меньшая скорость плавления электрода вначале его использования и большая в конце изменяет долю основного металла в шве, а значит, и его состав), более надежной защитой зоны сварки от окисления легирующих компонентов кислородом воздуха и др.

Величина потерь металла на угар и разбрызгивание, а также значения коэффициентов плавления и наплавки зависят от сварочного тока. Увеличение тока приводит к повышению температуры дуги, т. е. к интенсивности расплавления электрода и ускорению протекания химических реакций.

В начальный момент сварки скорость плавления электродного металла небольшая, но по мере разогрева электрода джоулевым теплом проходящего по нему тока скорость его плавления увеличится в два раза, т. е. на 100% и более при значительных плотностях тока. При этом увеличиваются а3 и ан, потери же на угар и разбрызгивание практически не изменяются. Нормальное качество наплавки или шва будет обеспечено, если скорость плавления электрода в начале будет отличаться от скорости в конце не более чем на 30%. Джоулево тепло определяется уравнением

3. Почему коэффициент плавления а, в начале и конце плавления электрода разный?

d = 3-S-4 мм равным 30—45 А/мм2, Увеличение силы сварочного тока приводит к увеличению эффективной тепловой мощности дуги Q3(J), вследствие чего увеличиваются глубина проплавления, выпуклость, ширина валика и скорость плавления электрода, В результате этого доля основного металла в металле шва повышается.

талл при подаче на него струи кислорода сгорает, и жидкие окислы удаляются из полости. Перед началом резки и •по окончании плавления электрода необходимо соблюдать определенную последовательность в подаче газа и зажигании дуги. При зажигании дуги под водой между трубчатым

Из сказанного следует, что при ручной дуговой сварке, когда изменения длины дуги наиболее часты, а при сварке в труднодоступных местах сварщику приходится самому искусственно изменять длину дуги, наиболее предпочтительно использовать источники питания с. крутопадающей характеристикой, так как изменения тока при заданных режимах будут незначительны, а следовательно, и основные размеры шва будут меняться незначительно. ' При механизированных способах сварки лучшие результаты достигаются при использовании источников с жесткими характеристиками благодаря более интенсивному саморегулированию дуги. Саморегулирование дуги — это свойство сварочной дуги при сварке плавящимся электродом восстанавливать длину дуги при случайных ее отклонениях благодаря изменению скорости плавления электрода. Чем больше изменяется длина дуги, тем больше изменяется ток и, следовательно, скорость плавления электрода. Если длина дуги уменьшается, ток и скорость плавления увеличиваются и длина дуги возвращается к первоначальному значению.