Особенности дуги под флюсом

 

Дуга под флюсом отличается большой мощностью и стабильностью. Флюсовая защита обеспечивает возможность применения сварочных токов до 3000-4000 А, что совершенно исключается в условиях открытой дуги ввиду выплесков и разбрызгивания металла.

Дуговой разряд под флюсом происходит в газовом пузыре, который образуется парами металла и компонентов флюса и окружен жидким шлаком.

Осциллограммы тока и напряжения сварочной дуги под флюсом показывают почти полное отсутствие на кривой напряжения токов зажигания, что приближает эту кривую к синусоиде в большей степени, чем в открытой дуге или дуге в среде инертного газа.

Обладая жидкотекучестью и хорошей электропроводностью, шлак после обрыва дуги заполняет пространство между электродом и изделием и замыкает сварочную цепь. Включение напряжения вновь сразу создает большой ток, который приводит к испарению шлака и образованию газового промежутка, при этом вновь возникает дуга без скачка напряжения.

Дуга горит в стесненных условиях, т.к. подвергается сжатию расплавленным флюсом. В силу этого возрастает давление газов и плотность тока в дуге; давление газов изменяется почти пропорционально току, оно весьма значительное (при I=550 А избыточное давление равно 285 мм водяного столба).

Под давлением газов и паров вытесняется жидкий флюс из зоны дуги, металл удерживается от разбрызгивания, что способствует правильному формированию шва.

Состав газовой атмосферы под флюсом отличается от атмосферы открытой дуги тем, что горит в замкнутом пространстве, и ее состав зависит почти исключительно от состава флюса и металла.

Благодаря флюсовой защите резко снижаются потери теплоты на излучение, а также на угар и разбрызгивание расплавленного металла.

Дуга под флюсом оказывается более интенсивным, сосредоточенным и эффективным источником теплоты, чем открытая дуга.

Температура дугового пространства практически не меняется, т.к. на плавление и испарение металла и флюса затрачивается большая доля энергии дугового разряда, чем это имеет место при сварке открытой дугой.

Металл и флюс находятся в жидком состоянии сравнительное длительное время (металл до минуты, флюс несколько дольше). Это способствует раскислению и легированию наплавленного металла, а также содействует удалению газов из металла.

 

7. Особенности дуги в среде защитных газов.

 

Инертные – аргон (15,7), гелий (24.5).

Активные – углекислый газ (39,944), азот (14,5), пары воды, водорода (13,5).

Инертные газы. Неплавящийся (вольфрамовый) и плавящийся электрод. Постоянный и переменный ток.

Потенциал ионизации высок, эти газы видимо слабо ионизированы и не принимают активного участия в создании токопроводящей плазмы.

Возможна ступенчатая ионизация.

Дуговой разряд в среде аргона и гелия отличается высокой стабильностью.

Температура столба при вольфрамовом электроде примерно 6000⁰ К.

Ar и He одноатомные газы, подвижность электронов в их среде выше, они приобретают большую энергию.

Аргон несколько тяжелее воздуха, струя его хорошо защищает дугу и зону сварки.

Гелий в 10 раз легче аргона, его расход на 30-40% больше расхода аргона. Напряжение дуги в гелии в 1,5-2 раза выше, чем в аргоне.

При одном и том же токе в среде гелия выделяется больше тепла. Дуга в гелии обладает большей проплавляющей способностью.

Вольфрамовый электрод. Градиент напряжения примерно 9 В/сек. При обратной полярности напряжение дуги выше, чем при прямой (при прямой – лучше эмиссия).

При обратной полярности вольфрам нагревается сильнее, что может привести к его оплавлению.

Необходимо снижать плотность тока.

Практически дуга обратной полярности с вольфрамовым электродом для целей сварки практически не применяется.

Дуга отличается склонностью к блужданию.

Для повышения устойчивости дуги и уменьшения блуждания применяют активированные вольфрамовые электроды (окислами тория, циркония и др.); температура катодного конца снижается и уменьшается опасность оплавления;коец электрода можно затачивать на конус, что ограничивает возможность блуждания.

Глубина проплавления определяется не только тепловой характеристикой дуги.

При малых силах тока давление дуги на ванну небольшое, жидкий металл не оттесняется и дуга горит все время на жидкой прослойке.

При больших токах происходит оттеснение металла в ванну, дуга углубляется в нее, глубина проплавления увеличивается.

Глубина проплавления зависит от скорости сварки и свойств металла.

Замечено, что при одинаковых параметрах глубина проплавления обратна удельному весу металла.