Вплив струму на формування шва при наплавленні.

Геометричні параметри валиків (ширина - В, глибина проплавлення - Н, збільшення валика - е) і відповідно g залежать від погонної енергії наплавлення:

;

де І_d - струм дуги, А; U_d - напруга дуги, В; h - ефективний коефіцієнт корисної дії процесу нагрівання (при наплавленні під флюсом h=0.7 – 0.85);

V_n - швидкість наплавлення, см/с; 0.24 - коефіцієнт співвідношення електротехнічних і теплових одиниць, кал/Дж.

Погонна енергія знаходиться в прямій залежності від перерізу наплавленого валика

; кал/см,

де F_n - площа перерізу валика в мм.

Для правильного регулювання режиму наплавлення необхідно знати, як впливають сила струму, діаметр електрода, напруга дуги та швидкість наплавлення на формування валика.

Із збільшенням зварювального струму (при даній напрузі та швидкості переміщення дуги) збільшується об’єм рідини ванни, оскільки збільшується кількість дроту, який розплавляється, та більше тепла виділяється на основний метал. Тиск дуги збільшується, внаслідок чого підсилюється викидання рідкого металу з кратера. Дуга заглиблюється в основний метал. Глибина та площа проплавленого металу збільшується, а ширина провару практично не змінюється, що призводить до підвищення висоти наплавленого валика.

При надмірному збільшенні сили струму формування наплавленого валика погіршується. Відсутній плавний перехід від поверхні наплавленого металу до основного, ускладнюється розтікання металу, стає можливим поява підворотів, зменшується кількість розплавленого флюсу.

Редуктори та підігрівачи для наплавлення у середовищи вуглекислого газу.

Редуктор (рис. 1) призначений для зниження тиску газу, що надходить у нього з балона чи розподільного трубопроводу, і автоматичної підтримки постійним заданого робочого тиску.

Тиск газу в балоні показує манометр високого тиску 2. Захисний газ з балона надходить у камеру високого тиску 1, проходить через відкритий пружиною 8 клапан 11 і попадає у камеру низького тиску 10. При проходженні через клапан газ долає значний опір, у результаті чого тиск за клапаном, тобто в камері низького тиску, знижується. Цей тиск показує манометр низького тиску 3. З камери низького тиску захисний газ через вентиль 6 іде до зварювальної головки (тримача).

Регулювання робочого тиску захисного газу проходить у такий спосіб. При вкручувані регулювального гвинта 9 стискуються пружини 8 і 4, відкривається клапан 11 і тиск у камері низького тиску підвищується. Чим більше відкритий клапан, тим більша кількість газу буде проходити через нього і тим вищим буде робочий тиск газу. При вивертанні гвинта 9, навпаки, клапан 11 прикривається і тиск газу в камері 10 зменшується.

Рисунок 1 - Схема улаштування й роботи газового редуктора:

а - неробоче положення (газ не йде через редуктор),

б - робоче положення (газ проходить через редуктор)

Автоматичне регулювання робочого тиску в редукторі відбувається в такий спосіб. Зі зменшенням витрати газу тиск його в камері низького тиску буде зростати і він із більшою силою буде тиснути на мембрану 7, що відійде вниз і стисне пружину 8. При цьому пружина 4 прикриє клапан 11 і буде тримати його в такому положенні доти, поки тиск у камері 10 не стане знову рівним первісному. Навпаки, із збільшенням витрати газу тиск його в камері низького тиску зменшується, мембрана під дією пружини 8 переміщається вверх і відкриває клапан. Таким чином, автоматично регулюється подача захисного газу з камери високого в камеру низького тиску і тим самим підтримується постійним робочий тиск. При випадковому підвищенні тиску понад припустимий у камері низького тиску відкриється запобіжний клапан 5 і стиснутий газ вийде в атмосферу.

При зварюванні в середовищі аргону застосовують редуктори АР-10, АР-40 чи АР-150. При зварюванні у вуглекислому газі або в його сумішах використовують редуктори зворотної дії, які одночасно є витратомірами (рис. 3), - У-30 і ДЗД-1-59М. Можливе застосування також звичайних кисневих редукторів, наприклад РК-53, РКД-8-61 та ін.

Підігрівник (рис. 3) призначено для підігрівання вуглекислого газу, що надходить із балона в редуктор, з метою запобігання замерзання редуктора. При великій витраті вуглекислого газу (внаслідок поглинання теплоти при випаровуванні рідкого вуглекислого газу) температура газу знижується, що може призвести до замерзання наявної у ньому вологи й закупорці каналів редуктора. Підігрівник використовують тільки при зварюванні у вуглекислому газі. Він складається з корпусу 1, трубки-змійовика 3, по якій проходить вуглекислий газ, кожуха 2, теплоізоляції 4 і нагрівального елемента 5 із хромонікелевого дроту, який розташований усередині змійовика. Підігрівник кріплять до балона накидною гайкою 6. Живлення його здійснюють постійним струмом із напругою 20 В або змінним із напругою 36 В. Кабель від шафи керування приєднують до контактів 7. Осушувач, застосовується при використанні вологого вуглекислого газу з метою поглинання з нього вологи, і може бути високого та низького тиску. Осушувач високого тиску встановлюється до понижуючого редуктора, має малі розміри і вимагає частої заміни вологопоглинача, що незручно в роботі. Осушувач низького тиску (рис. 3) має значні розміри, його встановлюють після понижувального редуктора; він не вимагає частої заміни вологопоглинача. Осушувачі низького тиску доцільно застосовувати, головним чином, при централізованому газовому розведенні. Як поглинач використовують силікагель чи алюмогликоль, рідше - мідний купорос і хлористий кальцій. Силікагель і мідний купорос після насичення вологою, піддають відновленню шляхом прожарювання при 250 - 300 °С.

Рисунок 3 Підігрівник вуглекислого газу

Витратоміри при газовому зварюванні.

Витратоміри призначені для вимірювання витрати захисного газу. Вони бувають поплавкового й дросельного типів. Витратомір поплавковий (тип-ротаметр) складається зі скляної трубки 1 із конічним отвором (рис. 1, а).

Трубка розташовується вертикально, широким кінцем отвору нагору. Всередині трубки знаходиться легкий поплавець 2, що може вільно в ній переміщуватися. При проходженні знизу вверх газ буде піднімати поплавець доти, поки зазор між ним і стінкою трубки не досягне величини, при якій напір струменя газу врівноважує масу поплавця. Чим більша витрата газу і його густина, тим вище піднімається поплавець. На ротаметрі є шкала 5, яку таровано за витратою повітря. Для перерахування витрат захисних газів користуються спеціальними графіками. Загальний вигляд ротаметра РС-3 показано на рис. 1,б.

Витратомір дросельного типу (рис. 1,в) побудовано за принципом вимірювання перепаду тиску на ділянках до і після діафрагми 3 (P1 і Р2), що дроселює. Цей перепад залежить від витрати газу і замірюється манометрами 4.

Про зразкову витрату захисного газу можна судити також за показаннями манометра низького тиску газового редуктора. Для цього на виході редуктора встановлюють дросельну шайбу (дюзу) із невеликим каліброваним отвором.

Швидкість витікання газу через його отвір, а отже, і витрати газу будуть пропорційні тиску газу в робочій камері. Цей принцип, використаний у редукторі В-30, де манометр показує безпосередньо витрату газу, а не тиск у робочій камері. З цією метою в редукторі є дві дюзи із каліброваними отворами різних діаметрів. Поворотом корпусу клапана граничного тиску проти відповідної дюзи встановлюють канал , кожному положенню якого відповідає розподіл шкали на манометрі .

Рисунок 1 - Витратоміри газу