Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Аргонно-дуговая сварка (TIG) -> Электроды для АРД/TIG сварки -> Деформация вольфрамовых электродов при сварке

Деформация вольфрамовых электродов при сварке

только в текущем разделе

В процессе аргоно-дуговой сварки вольфрамовый электрод претерпевает обратимые и необратимые деформации.

Обратимая деформация заключается в удлинении конца вольфрамового электрода во время горения дуги. При этом происходит сокращение дугового промежутка, измеренного до зажигания дуги.

В момент прекращения горения дуги величина дугового промежутка восстанавливается и делается равной предварительно измеренной.

Необратимая деформация заключается в утонении электрода, когда на некотором отдалении от его конца образуется шейка.

Удлинение конца вольфрамового электрода. Для выяснения причины сокращения величин дугового промежутка были проведены эксперименты с дугой, горящей между двумя вольфрамовыми электродами. Для наблюдения и измерения дуги пользовались проекционной камерой.

Опыты проводились с применением технического и чистого аргона. Расход аргона составлял около 3 л/мин.

Установка для проведения опытов представлена на фиг. 81, а на фиг. 82 показан уменьшенный снимок дуги, наблюдаемой в проекционной камере.

Результаты измерений представлены графиком на фиг. 83, выражающим зависимость между длиной дугового промежутка, измеренной щупом и определенной при помощи проекционной камеры. Условному случаю равенства этих величин соответствует пунктирная линия на графике, расположенная под углом 45° к оси абсцисс.

Действительная зависимость между этими величинами выражается линией, почти параллельной пунктирной и расположенной  ниже ее. Разность ординат для точек обеих линий составляет суммарную величину удлинений концов вольфрамовых электродов.

Эта величина для дуги длиной 1-5 мм при токе около 50 а составляет 0,7-0,5 мм, т. е. удлинение конца одного электрода составляет 0,35-0,25 мм.

Удлинение электродов в процессе горения дуги может быть вызвано следующими причинами:

1) опусканием расплавленной капли на конце электрода под действием силы тяжести;

2) сносом части расплавленного вольфрама потоком аргона;

3) температурным расширением электрода.

Результаты специально проведенных экспериментов над вольфрамовой дугой показали, что удлинение вольфрамового электрода не вызывается действием силы тяжести на расплавленный вольфрам.

При опытах с вольфрамовой дугой электроды располагались горизонтально, вследствие чего воздействие силы тяжести на расплавленный конец электрода было направлено под прямым углом к оси электрода; между тем величина удлинения электродов от этого не изменилась.

Для проверки влияния потока аргона на удлинение электродов при горении дуги между вольфрамовыми электродами диаметрами 4 и 2 мм изменяли расход аргона так, чтобы потоки различной интенсивности вытекали из противоположных сопел. Геометрические и электрические величины измеряли после пятиминутного горения дуги. Результаты опытов, представленные в табл. 21 и на фиг. 84, не дают возможности обнаружить закономерность в изменениях длины дугового промежутка в связи с изменениями интенсивности потока аргона со стороны катода и анода.

Для теоретического определения порядка величины удлинения, которое можно отнести за счет теплового расширения, была применена методика Н. Н. Рыкалина.

На основе расчета была установлена величина удлинения конца вольфрамового электрода от нагрева последнего. Эта величина оказалась равной Δl = 0,278 мм.

Результаты опытов по определению влияния потока аргона на сужение дугового промежутка

Полученное значение l, учитывая приближенность расчетов, хорошо согласуется со значением l = 0,30 мм, определенным опытным путем (см. фиг. 83).

Таким образом, можно считать установленным, что обратимая деформация, выражающаяся в удлинении конца вольфрамового электрода и приводящая к сокращению дугового промежутка, вызывается расширением вольфрама при нагревании его дугой и током.

Это удлинение конца вольфрамового электрода искажает результаты определения характеристики дуги, если длина дуги определяется измерением с помощью щупа. Для точного определения характеристик дуги требуется визуальное наблюдение и измерение длины дугового промежутка в процессе горения дуги, с учетом глубины кратера при больших токах (начиная от 70 а и выше) и малых длинах дуги (меньше 2 мм).

Необратимая деформация концов вольфрамового электрода. В процессе опытов с вольфрамовой дугой выявилась зависимость между формой и размерами конца вольфрамовых электродов с одной стороны и интенсивностью встречных потоков аргона (см. табл. 21 и фиг. 84). При одинаковой интенсивности встречных потоков аргона оба электрода (анод и катод) уменьшаются в диаметре на 0,1-0,2 мм и имеют форму усеченного конуса (фиг. 84, а, б, г, е). Длина образующей этого конуса приблизительно одинакова с длиной выступающей из сопла части электрода и равна 9-10 мм.

 

Если величины интенсивности потоков резко различаются между собой (опыты № 1, 2, 5, 7, 8, 10 и 11), то электрод со стороны потока с меньшей интенсивностью приобретает характерную форму (фиг. 84, в, д,ж из) с шейкой на расстоянии 5-6,5 мм от конца электрода.

Конец электрода со стороны потока большей интенсивности сохраняет цилиндрическую форму и только слегка уменьшается в диаметре.

При выдвигании электрода на длину 20 мм от края сопла со стороны потока низкой интенсивности на расстоянии 5-6,5 мм от конца электрода вновь образуется шейка. При этом вблизи шейки поверхность электрода покрывается коркой желтозеленых блестящих кристаллов (фиг. 84, ж), образуя цилиндрическое утолщение диаметром 4-5 мм. Это утолщение легко удаляется и под ним обнаруживается поверхность электрода, форма которого на фиг. 84, з мало отличается от формы на фиг. 84, е..

При одновременном увеличении расхода аргона в обеих горелках уменьшение диаметров электродов минимально (опыт № 4, табл. 21).

Объяснение описанных явлений следует искать в окислении поверхности вольфрама при его нагреве. Первая стадия окисления вольфрама связана с образованием низшего окисла WО2.

W + O2 ↔ W02mв+131 ккал.

Константа равновесия этой реакции равна упругости диссоциации окисла

Kp = PО2.

При качественном анализе явлений можно воспользоваться приближенным уравнением Нернста:

где Qv - теплота диссоциации, отнесенная к 1 молю кислорода.

Упругость диссоциации окислов металла увеличивается с повышением температуры. Согласно вышеприведенному уравнению на конце электрода, где температура приближается к точке плавления вольфрама (3447°), значение Ро2 = 21,4 ата.

В аргоне, используемом для экспериментов, содержалось 0,5% О2; парциональное давление кислорода при этом составит 0,5% О2; окисление вольфрама в среде аргона с парциальным давлением кислорода Ро2 = 0,005 ата может быть только при температуре 2200° С, когда Ро2>Ро2, (см. график на фиг. 85, построенный по приближенному уравнению Нернста).

С понижением температуры разность Ро2, - Ро2 растет, и, следовательно, увеличивается сродство вольфрама с кислородом.

При горении дуги в чистом аргоне, дополнительно очищенном до содержания в нем лишь следов O2 (98,5% А, 1,95% N2, O2 и СO2 - следы), парциальное давление кислорода было настолько мало, что на участке от конца электрода до сопла вольфрам не окислялся. При этом после остывания электрод имел серебристую поверхность (фиг. 84, и).

На скорость окисления твердого вольфрама влияют два фактора: скорость диффузии кислорода через оксидную пленку и разность парциального давления кислорода Ро, и упругости диссоциации окислов Ро2 Оба фактора с повышением температуры изменяются во встречных направлениях. На фиг. 86 изображена •схема процессов, вызывающих деформацию конца электрода.

С повышением температуры, благодаря увеличению скорости диффузии кислорода, скорость окисления растет до определенного максимума, после которого она уменьшается вследствие уменьшения разности Ро2 - Ро2, и становится равной нулю при Ро2 =Ро2.

Окислы вольфрама обладают низкой температурой возгонки. Удаление окислов с поверхности электрода значительно ускоряет окисление вольфрама.

Распределение температуры вдоль вольфрамового электрода при горении дуги в среде аргона изображается кривой 1 на фиг. 87. Температура изменяется от максимума, равного температуре плавления вольфрама на конце электрода, до минимума, зависящего от условий охлаждения в месте зажима.

Между этими крайними сечениями имеется промежуточное сечение с температурой, соответствующей максимальной скорости окисления. Это сечение находится в области температур возгонки окислов вольфрама. От этого сечения по направлению к концу электрода скорость окисления (кривая 2, фиг. 87) уменьшается вследствие уменьшения разности Ро2 - Ро2 в противоположном направлении (по длине электрода) скорость окисления уменьшается вследствие уменьшения скорости диффузии кислорода через окисную пленку. Суммарное распределение интенсивности окисления представлено кривой 2 на фиг. 87.

Необратимая деформация, выражающаяся в местном утонении электрода, происходит на участке наибольшей скорости окисления вольфрама.

Процесс утонения электрода значительно ускоряется при завихрениях потока аргона, когда создается возможность подсоса кислорода из воздуха. В этом случае разность Ро2 - Ро2 увеличивается, что способствует увеличению скорости окисления. Так, в опытах № 7, 8, 10 и 11 (табл. 21) с различной интенсивностью потоков аргона со стороны потока меньшей интенсивности создавались завихрения (фиг. 88). В этих опытах электроды со стороны потока с меньшей интенсивностью имели шейку.

В опытах № 10 и 11, где завихрения имели наиболее интенсивный характер, окислы, выдуваемые из места наибольшего окисления, конденсировались при охлаждении, образуя описанный выше налет кристаллов (фиг. 84, ж). Кристаллы, судя по цвету, представляют собой высший окисел W03.

В практических условиях сварки описанная выше необратимая деформация также имеет место (фиг. 89), однако при ламинарном потоке аргона, вытекающего из сопла горелки, такая деформация происходит лишь в результате продолжительного горения дуги.

Быстрое утонение электрода и последующее отламывание его кончика наступают в случае очень интенсивного истечения струи аргона. Во избежание этого нужно, чтобы струя аргона была достаточной для защиты сварочной ванны от окисления и не вызывала образования турбулентных потоков. Это достигается правильным соотношением между диаметром выходного отверстия, диаметром вольфрамового электрода и расходом аргона (см. стр. 137 и табл. 30 ).

Расход вольфрамового электрода связан не только образованием шейки, но и с непосредственным плавлением, которое про

исходит при наличии значительных примесей кислорода и паров воды в аргоне. При уварке в техническом аргоне без сушки и и очистки от кислорода на концах вольфрамовых электродов образуются выходящие наружу раковины (фиг. 90).

Такие раковины отсутствуют при сварке в среде чистого и технического аргона после дополнительной осушки и очистки аргона от кислорода (фиг. 91).

Характерна структура сферического конца вольфрамового электрода при сварке в среде чистого или технического аргона. Половина сферы, обращенная к изделию, состоит из крупных кристаллов (фиг. 92), переходящих резко в мелкокристаллическую структуру основного стержня вольфрама, хотя конец вольфрамового электрода имеет форму сферы, которая могла образоваться лишь в результате плавления.

Иногда при сварке в среде чистого аргона сферический конец электрода состоит из зоны крупных кристаллов, переходящих по направлению к основному стержню в мелкокристаллическую структуру, а в направлении, противоположном стержню, - в мелкую дендритную структуру (фиг. 92, б).

Крупные кристаллы несколько меньшего размера возникают вблизи образующей цилиндрического стержня вольфрама (фиг. 93); появление их объясняется нагреванием электрода теплом, выделяющимся в месте контакта вольфрамового электрода с цангой горелки.

Для точного подсчета расхода вольфрамовых электродов во всех случаях сварки в настоящее время не имеется достаточных данных. Известно, что расход вольфрамового электрода зависит от большого числа переменных: диаметра электрода, тока, скорости сварки, свариваемого материала, чистоты аргона, длины дуги, расхода аргона, числа зажиганий или коротких замыканий дуги. Имеются лишь отдельные разрозненные данные о влиянии отдельных переменных на расход вольфрамового электрода.

С уменьшением диаметра электрода и увеличением тока расход электрода увеличивается.

В отношении расхода обычных вольфрамовых электродов имеются следующие данные, полученные при исследовании с радиоактивным вольфрамом W187 (табл. 22).

Таблица 22. Распределение расхода вольфрама при сварке нержавеющей стали и алюминия

 

При сварке в техническом аргоне расход вольфрамового электрода почти вдвое больше, чем при сварке в чистом. Еще больше уменьшается расход вольфрама после дополнительной очистки аргона с помощью очистительной установки.

Увеличение длины дуги и уменьшение расхода аргона ведет к увеличению расхода вольфрамового электрода.

Последние обсуждаемые темы

Самые обсуждаемые темы за все время

 Тема

Каким припоем варить блок двигателя?

Как заварить дверной ключ?

Частые вопросы и ответы по аргонно-дуговой сварке

 Тема

Сообщений 

Частые вопросы и ответы по аргонно-дуговой сварке

4

Каким припоем варить блок двигателя?

1

Как заварить дверной ключ?

0

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

• Выбор диаметра вольфрамового электрода
Деформация вольфрамовых электродов при сварке

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

Т 07:49 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

Т 07:49 Генераторы дизельные, электростанции АД500, АД500-

Т 07:20 Дизель генератор АД 30,

Т 07:20 Дизельгенераторы С32 , 800кВт Б/у

Т 07:20 Сварочные агрегаты адд 4004, адд 4004 вг и др

Т 07:20 Дизельные электростанции АД 150

Т 07:20 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

Т 07:20 Дизель генератор, электростанции АД 250, ДЭУ 250,

Т 20:16 Суппорт в сборе 1М63, 163, ДИП 300

Т 20:16 Запчасти для горизонтально-расточных станков

Т 20:16 Запчасти для 16К25

Т 20:16 Винт ходовой, винт поперечной подачи для станков

НОВОСТИ

16 Января 2017 17:17
Мойка подвижного состава

13 Января 2017 08:10
Частные дома из металлоконструкций (23 фото)

18 Января 2017 12:20
”Росгеология” завершила работы на перспективной на медь и золото Салаирской площади

18 Января 2017 11:28
”Русал” намерен построить в порту Ванино терминал по перевалке глинозема за 5,4 млрд. руб.

18 Января 2017 10:19
Компания ”АЭМ-технологии” модернизировала газорезательное оборудование

18 Января 2017 09:01
Корпорация ”Сплав” расширяет поставки разгруженных компенсаторов для Курской АЭС-2

18 Января 2017 08:15
”ВМЗ” поставил профильные трубы для строительства стадионов к ЧМ-2018

НОВЫЕ СТАТЬИ

Муфта и ниппель по ДТР

3 способа обустройства выносных балконов

Стабилизаторы напряжения и их особенности

Промышленное холодильное оборудование

Вентиляторные градирни и комплектующие для них

Электрические шкафы и комплектующие для них

Никелевая лента 79НМ

Разработка плана ликвидации аварий

Легкие каркасные металлоконструкции

Современные системы кондиционирования

Комплектующие и фурнитура для мебели

Обои для жилых и общественных помещений

Завод по производству металлоконструкций

Особенности и выбор рольставен

Охрана промышленных объектов и грузов

Мобильные лаборатории в промышленности

Металл для металлоконструкций

Деколирование подарочной посуды

Некоторые маркетинговые проблемы продаж промышленных товаров

Особенности получения займов в кредитных организациях

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.