Источником нагрева при дуговых способах сварки является сварочная дуга, представляющая собой устойчивый электрический разряд, происходящий в газовой среде между двумя электродами или электродом и деталью. Для поддержания такого разряда нужной

продолжительности необходимо применение специальных источников питания дуги (ИПД). Для питания дуги переменным током применяют сварочные трансформаторы, при постоянном токе — сварочные генераторы или сварочные выпрямители. На рис. 1.2 показана схема электрической цепи дуговой сварки.

Разработка дуговой сварки обусловлена открытием электричес­кой дуги в 1802 г. русским физиком В. В. Петровым. Впервые для соединения металлических частей с помощью электрической дуги, горяшей между неплавящимся угольным электродом и свариваемым изделием, было осуществлено Н. Н. Бенардосом в 1882 г. При необходимости в сварочную ванну дополнительно подавался приса­дочный материал. В 1888 г. русский инженер Н. Г. Славянов усо­вершенствовал процесс, заменив неплавящимся угольный электрод на плавящийся металлический. Тем самым было достигнуто объединение функций электрода для существования дугового раз­ряда и присадочного металла для образования ванны. Предложен­ные Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым способы дуговой сварки неплавящимся и плавящимся электродами легли в основу разра­ботки наиболее распространенных современных способов дуговой сварки.

Дальнейшее совершенствование дуговой сварки шло по двум направлениям: 1) изыскание средств защиты и обработки расплав­ленного металла сварочной ванны; 2) автоматизация процесса. По характеру защиты свариваемого металла и сварочной ванны от окружающей среды могут быть выделены способы дуговой сварки с шлаковой, газошлаковой и газовой защитой. По степени авто­матизации процесса способы разделяют на ручную, механизирован­ную и автоматическую сварку.. Ниже приводятся характеристики и описание основных разновидностей дутовой сварки.

Дуговая сварка покрытыми электродами (рис. 1.3). При этом способе процесс выполняется вручную. Сварочные электроды могут быть плавящиеся —стальные, медные, алюминиевые и др.— и неплавящиеся — угольные, графитовые, вольфрамовые. Наиболее широко применяют сварку стальными электродами, имеющими на поверхности электродное покрытие. Покрытие электродов готовится из порошкообразной смеси различных компонентов и наносится на поверхность стального стержня в виде затвердевающей пасты. Его назначение—повысить устойчивость горения дути, провести металлургическую обработку сварочной ванны, и улучшить качество сварки. Сварной шов образуют за счет расплавле­ния металла свариваемых кромок и плавления стержня сварочного электрода. При этом сварщик вручную осуществляет два основных технологических движения: подачу покрытого электрода в зону сварки по мере его расплавления и перемещение дуги вдоль сварива­емого шва. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами — один из наиболее распространенных способов, используемых при изго­товлении сварных конструкций. Она отличается простотой и универсальностью, возможностью выполнения соединений в различных пространственных положениях и труднодоступных мес­тах. Существенный недостаток ее —малая производительность процесса и зависимость качества сварки от квалификации сварщика.

Дуговая сварка под флюсом (рис. 1.4). Электрическая дуга горит между плавящимся электродом и деталью под слоем сварочного флюса, полностью закрывающего дугу и сварочную ванну от взаимодействия с воздухом. Сварочный электрод выполнен в виде

Рис. 1.4. Сварка под слоем флюса:

1—деталь. 2— слой флюса. 3 — дуіа. 4—электрод

проволоки, свернутой в кассету и авто­матически подаваемой в зону сварки. Перемещение дуги вдоль свариваемых кромок может выполняться или вруч­ную, или с помощью специального привода. В первом случае процесс ведет­ся с помощью сварочных полуавтоматов, во втором —сварочных автоматов. Ду­говая сварка под флюсом отличается вы­сокой производительностью и качеством получаемых соединений. К недостаткам процесса следует отнести трудность сварки деталей небольших толщин, ко­ротких швов и выполнение швов в основных положениях, отличных от нижних

Дуговая сварка в защитных газах

(рис. 1.5). Электрическая дуга горит в среде специально подаваемых в зону сварки защитных газов. При этом можно использовать как неплавящийся, так и плавящийся электроды, а выполнять процесс ручным, механизированным или автоматическим способом. При сварке неплавящимся электродом применяют присадочную проволоку, при плавящемся электроде присадки не требуется. Сварка в защитных газах отличается широким разнообразием и применяется для широкого круга метал­лов и сплавов.

Электрошлаковая сварка (рис. 1.6). Процесс сварки является бездуговым. В отличие от дуговой сварки для расплавления основ­ного и присадочного металлов используется теплота, выделяющаяся при прохождении сварочного тока через расплавленный электроп­роводный шлак (флюс). После затвердевания расплава образуется сварной шов. Сварку выполняют чаще всего при вертикальном положении свариваемых деталей с зазором между ними. Для формирования шва по обе стороны зазора устанавливают медные ползуны-кристаллизаторы* охлаждаемые водой. Электрошлаковую сварку применяют для соединения деталей больших толщин (от 20 до 1000 мм и более).