Обзор оборудования для для сварки вращающейся дугой

Введение

   Целью данной курсовой работы является проведение информационного поиска с составлением отчета и презентации по теме «Российское и зарубежное оборудование для сварки вращающейся дугой».

  Сварка вращающейся дугой получила широкое применение для  сварки кольцевых стыков труб.

Сварка вращающейся дугой — сварка давлением с нагревом торцов деталей, имеющих замкнутый контур, до температуры оплавления тонкого слоя металла на поверхности кромок электрической дугой и последующим осевым сжатием. Дуга обычно возбуждается между торцами деталей и перемещается по их контуру, взаимодействуя с магнитным полем, создаваемым катушками, охватывающими эти детали. Вращающуюся дугу можно возбудить также между изделием и вспомогательным электродом.

Основной особенностью нагрева при сварке дугой, управляемой магнитным полем, является то, что скорость движения дуги значительно превышает скорость плавления металла, т. е. скорость сварки.  [1]
                2. Технология сварки дугой в магнитном поле

Сущность и техника сварки дугой, вращающейся в магнитном поле. Интересно применение дуги при перемещении ее специально создаваемым внешним магнитным полем. На рис. 1 а показана схема сварки кольцевых стыков труб. Дуга вращается по внутренней поверхности кольцевого медного охлаждаемого водой электрода и по внешней поверхности свариваемых кромок труб. Взаимодействие магнитного поля дуги, создаваемого радиально направленным током и аксиально направленным магнитным полем в зазоре между трубами и электродом, создаваемым внешним электромагнитом, вызывает перемещение дуги. После необходимого разогрева кромок труб происходит их осадка вдоль оси труб. Трубы с толщиной стенки до 1,5 мм собирают без зазора и сваривают без осадки.

Рисунок 1. Сварка дугой, вращающейся в магнитном поле, [1]:
а - дуга, горящая между неплавящимся электродом и поверхностью трубы;
б - дуга, горящая между кромками свариваемых труб;
в - дуга, горящая между вольфрамовым электродом и поверхностью изделия:
1 - трубы; 2 - катушка или катушки электромагнитов;
3 - дуга; 4 - электрод; 5 - трубная доска

  При сварке по схеме, представленной на рис. 1 б, трубы собирают с определенным зазором. Дуга возбуждается в зазоре между кромками; направление тока дуги совпадает с осью труб. Катушки создают внешние магнитные потоки, направленные встречно, что приводит к созданию в зазоре между трубами радиальной составляющей магнитного поля. Взаимодействие радиальной составляющей с магнитным полем дуги приводит к перемещению дуги по кромкам труб. После их оплавления производят осадку труб вдоль их оси.
  Трубы к трубной решетке (рис. 1, в) также приваривают дугой, перемещаемой под влиянием совместного взаимодействия продольного магнитного поля и магнитного поля дуги. Анодное пятно дуги находится на вольфрамовом электроде. Скорость перемещения дуги по кромке трубы достигает нескольких метров в секунду, и зрительно создается впечатление горения одной конусной дуги.
    В рассмотренных случаях перемещения дуги в магнитном поле ее скорость зависит от величины сварочного тока, напряженности внешнего магнитного поля, металла изделия и ряда других условий сварки. Используя бегущее магнитное поле, такое же как в статорах электродвигателей переменного тока, можно управлять скоростью вращения дуги.

Эффект перемещения дуги в поперечном магнитном поле используется для ее вращения на конической или цилиндрической поверхности.

Вращающаяся «конусная» дуга применима для сварки кольцевых швов малого диаметра (рис. 2). По оси труб располагается неплавящийся электрод. С помощью соленоида создается магнитное поле, параллельное оси электрода. При горении дуги «электрод - кромка» столб ее оказывается направленным поперек поля H, что и вызывает вращение дуги. Частота вращения n пропорциональна напряженности поля и току дуги и практически достигает обычно нескольких тысяч оборотов в минуту. Сварка изделия происходит за несколько секунд, что соответствует 100...1000 оборотам дуги. Использование вращающейся дуги весьма упрощает аппаратуру.

Рисунок. 2. Схема сварки вращающейся «конусной» дугой,[2]

  Применяют также не стержневой, а фигурный неплавящийся электрод, соответствующий по форме конфигурации свариваемой кромки. Сдвиг электрода относительно кромок изделия должен обеспечить взаимодействие столба дуги с поперечным магнитным полем. Фигурным медным электродом удается сваривать детали произвольной формы, что весьма перспективно при массовом производстве таких изделий, как конденсаторы, герметизированные изделия автоматики и т.д.

   Способ сварки кольцевых швов труб вращающейся «бегущей» дугой заключается в том, что на концы труб надеваются две катушки, включенные встречно (рис. 3). Благодаря этому в зазоре между трубами создается радиальное магнитное поле H.

Рисунок 3. Стыковая сварка труб вращающейся «бегущей» дугой, [2]

Если между торцами труб зажечь дугу, то на нее будет действовать тангенциальная сила. Движение бегущей дуги вначале ограничивается той скоростью, с которой может перемещаться по поверхности холодной трубы катодное пятно. По мере разогрева торцов скорость движения υ_св возрастает, достигая весьма больших значений. После выключения дуги осуществляется осадка.

Обзор оборудования для для сварки вращающейся дугой