Явление электрического дугового разряда и возможность использования тепла дуги для расплавления металлов были открыты и исследованы в 1802 г. академиком Василием Владимировичем Петровым.
В 1882 г. русский инженер Николай Николаевич Бенардос предложил использовать электрическую дугу для сварки металлов. Сущность этого метода заключается в следующем: электрическая дуга возбуждается и горит между угольным электродом и изделием. Угольный электрод укрепляется в держателе, а дуга питается током от генератора. Под действием тепла дуги металл плавится; угольный электрод при этом почти не расходуется. При остывании и кристаллизации сварочной ванны образуется сварной шов, соединяющий обе детали. Иногда, особенно при сварке толстого металла, в ванну добавляют так называемый присадочный металл, для чего в дугу непрерывно подается металлический пруток или проволока .
В 1886 г. русский инженер Николай Гаврилович Славянов разработал новый способ — сварку металлическим электродом. Сущность этого способа состоит в том, что дуга горит между металлическим электродом 2 и изделием 1. В этом случае плавящийся металлический электрод является одновременно и присадочным металлом.
Усовершенствование способов дуговой сварки, предложенных Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым, шло по двум направлениям: изысканию средств защиты и металлургической обработки металла сварочной ванны и автоматизации процесса. Первые шаги в этих направлениях сделаны самими изобретателями. Например, Н, Г. Славянов впервые выдвинул идею о необходимости защиты ванны и ее металлургической обработки при сварке. В частности, он предложил добавлять в процессе сварки в ванну ферросплавы и стекло.
Развитие этой идеи в конечном итоге привело к созданию покрытых электродов, а впоследствии способа дуговой сварки под слоем гранулированного флюса. Н. Н. Бенардос впервые предложил применять при сварке защиту ванны газом и изготовил для этого горелку, положив начало развитию дуговой сварки в защитных газах.
В настоящее время существует большое число различных способов дуговой сварки, отличающихся принятыми при сварке средствами защиты металла от воздуха, типом электрода, особенностями горения дуги и степенью автоматизации процесса.
По виду защиты металла от окружающей атмосферы существующие способы дуговой сварки можно разделить на две группы:
- со шлаковой и газошлаковой защитой;
- с газовой защитой.
Последние можно разделить на несколько подгрупп:
- по виду применяемого газа — на способы с защитой инертными и активными газами;
- по виду защиты — на способы с местной защитой ванны и общей защитой изделия (сварка в камерах);
- по давлению газа в реакционной зоне — на способы сварки при нормальном внешнем давлении, в разреженном пространстве и при повышенном внешнем давлении.
По типу применяемого электрода различают способы дуговой сварки плавящимся электродом и неплавящимся электродом.
По особенностям горения дуги могут быть выделены способы однодуговой и многодуговой сварки, трехфазной, расщепленным электродом, с непрерывным и импульсным режимами горения дуги, свободногорящей и сжатой дугой.
По степени автоматизации процесса могут быть выделены способы ручной, механизированной и автоматической сварки.
В результате различного сочетания указанных технологических особенностей получено большое число способов дуговой сварки (рис. 3.1). Технологические особенности способов отражены при чтении колонок сверху вниз. Например, сварка электродами с защитно-легирующими покрытиями может осуществляться по трем вариантам А, Б и В, отличающимся числом электродов.
Остальные отличительные признаки, отмеченные кружками, остаются постоянными (однодуговая, непрерывный режим горения; нормальное давление окружающей среды; вид процесса — ручной).
- Сварочная электрическая дуга
- Режимы дуговой сварки
- Источники питания сварочной дуги
- Типы сварных соединений
- Ручная электродуговая сварка
- Сварочные электроды
- Свариваемость металлов
- Сварка под флюсом
- Сварка в среде защитных газов
- Электрошлаковая сварка
Рис. 3.1. Различные сочетания дуговой сварки, применяемые в промышленности
