Introducció als coneixements bàsics i a la tecnologia de la soldadura per arc submergit

Arc elèctric:un fenomen de descàrrega de gas fort i persistent en què hi ha una certa tensió entre els elèctrodes positius i negatius, i el medi gasós entre els dos elèctrodes hauria d'estar en estat ionitzat. Quan s'encén un arc de soldadura, normalment es fa connectant dos elèctrodes (un elèctrode és la peça de treball i l'altre elèctrode és el filferro de metall d'ompliment o vareta de soldadura) a la font d'alimentació, contactant breument i separant-se ràpidament. Quan els dos elèctrodes entren en contacte entre ells, es produeix un curtcircuit, formant un arc. Aquest mètode s'anomena arc de contacte. Després de formar l'arc, sempre que la font d'alimentació mantingui una certa diferència de potencial entre els dos pols, es pot mantenir la combustió de l'arc.

Característiques de l'arc:baixa tensió, alt corrent, alta temperatura, alta densitat d'energia, bona mobilitat, etc. En general, una tensió de 20-30 V pot mantenir una combustió estable de l'arc i el corrent a l'arc pot variar des de desenes fins a milers d'amperes per satisfer els requisits de soldadura de diferents peces. La temperatura de l'arc pot arribar als 5000K i pot fondre diversos metalls.

Composició de l'arc:zona de càtode, zona d'ànode i zona de columna d'arc.

Font d'energia de soldadura per arc:La font d'energia utilitzada per a la soldadura d'arc s'anomena font d'energia de soldadura d'arc, que normalment es pot dividir en quatre categories: font d'energia de soldadura d'arc de CA, font d'energia de soldadura d'arc de CC, font d'energia de soldadura d'arc de pols i font d'energia de soldadura d'arc inversor.

Connexió positiva de CC: Quan s'utilitza una màquina de soldadura de corrent continu per connectar la peça de treball a l'ànode i la vareta de soldadura al càtode, s'anomena connexió positiva de corrent continu. En aquest moment, la peça de treball s'escalfa més i és adequada per soldar peces gruixudes i grans;

Connexió inversa de CC:Quan la peça de treball està connectada al càtode i la vareta de soldadura està connectada a l'ànode, s'anomena connexió inversa de CC. En aquest moment, la peça de treball s'escalfa menys i és adequada per soldar peces fines i petites. Quan s'utilitza una màquina de soldadura de CA per a la soldadura, no hi ha cap problema de connexió positiva o negativa a causa de la polaritat alterna dels dos pols.

El procés metal·lúrgic de soldadura implica la interacció entre el metall líquid, l'escòria i el gas en el procés de soldadura per arc, que és el procés de refusió del metall. Tanmateix, a causa de la particularitat de les condicions de soldadura, el procés de metal·lúrgia química de soldadura té característiques diferents dels processos generals de fosa.

En primer lloc, la temperatura metal·lúrgica de la soldadura és alta, el límit de fase és gran i la velocitat de reacció és alta. Quan l'aire envaeix l'arc, el metall líquid patirà fortes reaccions d'oxidació i nitruració, així com una gran quantitat d'evaporació del metall. L'aigua de l'aire, així com els àtoms d'hidrogen descompostos de l'oli, l'òxid i l'aigua de la peça de treball i del material de soldadura a altes temperatures d'arc, es poden dissoldre en el metall líquid, provocant una disminució de la plasticitat i la duresa de les articulacions (hidrogen). fragilitat), i fins i tot la formació d'esquerdes.

En segon lloc, la piscina de soldadura és petita i es refreda ràpidament, dificultant que diverses reaccions metal·lúrgiques arribin a l'equilibri. La composició química de la soldadura és desigual i els gasos, òxids, etc. de la piscina no poden surar en el temps, cosa que pot formar fàcilment defectes com ara porus, inclusions d'escòria i fins i tot esquerdes.

Durant el procés de soldadura per arc, normalment es prenen les mesures següents:

• Durant el procés de soldadura, es proporciona protecció mecànica al metall fos per aïllar-lo de l'aire. Hi ha tres mètodes de protecció: protecció de gas, protecció d'escòria i protecció combinada d'escòria de gas.

(2) El tractament metal·lúrgic de la piscina de soldadura es realitza principalment afegint una certa quantitat de desoxidant (principalment ferro de manganès i ferro de silici) i una certa quantitat d'elements d'aliatge als materials de soldadura (revestiment d'elèctrodes, filferro de soldadura, flux), en per eliminar FeO de la piscina durant el procés de soldadura i compensar la pèrdua d'elements d'aliatge. Mètodes habituals de soldadura per arc

La soldadura per arc submergit és un mètode de soldadura d'elèctrodes de fusió que utilitza flux granular com a mitjà protector i amaga l'arc sota la capa de flux. El procés de soldadura de la soldadura per arc submergit consta de tres passos:

1. dipositeu uniformement el flux granular suficient a la unió per soldar a la peça de treball;
2. Connecteu dues etapes d'alimentació de soldadura al broquet conductor i a la peça de soldadura respectivament per generar arc de soldadura;
3. Alimentar automàticament el fil de soldadura i moure l'arc per dur a terme la soldadura.

Les principals característiques de la soldadura per arc submergit són les següents:

1. Rendiment d'arc únic

• Alta qualitat de soldadura, bon aïllament de l'escòria i efecte de protecció de l'aire, el component principal de la zona d'arc és el CO2, el contingut de nitrogen i oxigen del metall de soldadura es redueix molt, els paràmetres de soldadura s'ajusten automàticament, la marxa de l'arc es mecanitza, la fosa La piscina existeix durant molt de temps, la reacció metal·lúrgica és suficient, la resistència al vent és forta, de manera que la composició de la soldadura és estable i les propietats mecàniques són bones;
• Les bones condicions de treball i la llum d'arc d'aïllament d'escòries són beneficioses per a les operacions de soldadura; La marxa mecanitzada provoca una menor intensitat de treball.

2. La força del camp elèctric de la columna d'arc és superior a la de la soldadura per arc de metall amb gas i té les característiques següents:

• bon rendiment d'ajust de l'equip. A causa de l'alta intensitat del camp elèctric, la sensibilitat del sistema d'ajust automàtic és més alta, la qual cosa millora l'estabilitat del procés de soldadura;
• El límit inferior del corrent de soldadura és relativament alt.

3. A causa de la reducció de la longitud conductora del cable de soldadura, la densitat de corrent i de corrent augmenten significativament, donant lloc a una alta eficiència de producció. Això millora molt la capacitat de penetració de l'arc i la taxa de deposició del filferro de soldadura; A causa de l'efecte d'aïllament tèrmic del flux i l'escòria, l'eficiència tèrmica general augmenta considerablement, donant lloc a un augment significatiu de la velocitat de soldadura.

Àmbit d'aplicació:

A causa de la penetració profunda, l'alta productivitat i l'alt grau de funcionament mecànic de la soldadura per arc submergit, és adequat per soldar soldadures llargues d'estructures de plaques mitjanes i gruixudes. Té una àmplia gamma d'aplicacions en construcció naval, calderes i recipients a pressió, ponts, maquinària amb sobrepès, estructures de centrals nuclears, estructures marines, armes i altres sectors de fabricació, i és un dels mètodes de soldadura més utilitzats en la producció de soldadura actual. A més d'utilitzar-se per connectar components en estructures metàl·liques, la soldadura per arc submergit també pot soldar capes d'aliatge resistents al desgast o a la corrosió a la superfície del metall base. Amb el desenvolupament de la tecnologia de la metal·lúrgia de soldadura i la tecnologia de producció de materials de soldadura, els materials que es poden soldar mitjançant soldadura d'arc submergit han evolucionat d'acer estructural al carboni a acer estructural de baix aliatge, acer inoxidable, acer resistent a la calor i alguns metalls no fèrrics. com ara aliatges a base de níquel, aliatges de titani, aliatges de coure, etc.

Per les seves pròpies característiques, la seva aplicació també té certes limitacions, degudes principalment a:

• limitacions de la posició de soldadura. A causa de la retenció del flux, la soldadura d'arc submergit s'utilitza principalment per soldar soldadures de posició horitzontal i cap avall sense mesures especials, i no es pot utilitzar per a la soldadura horitzontal, vertical i cap amunt.
• La limitació dels materials de soldadura és que no poden soldar metalls altament oxidants i aliatges com l'alumini i el titani, i s'utilitzen principalment per soldar metalls ferrosos;
• Només apte per soldar i tallar soldadures llargues, i no poden soldar soldadures amb posicions espacials limitades;
• No es pot observar directament l'arc;

(5) No apte per a soldadura de placa fina i de baixa intensitat.