Электронный блок управления сварочным аппаратом

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Марийский государственный технический университет

Радиотехнический факультет

 

 

 

 

Кафедра ПиП ЭВС

 

 

 

 

 

 

Задание на дипломное проектирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал студент Коскина А.И.                  Группа зЭВС-52у

 

 

Консультировал: Федосеев В.И.  

 

 

Тема проекта: «Электронный блок управления сварочным аппаратом».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Срок окончания проекта      

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

 

Введение

 

Настоящее техническое задание распространяется на разработку электронного блока управления сварочным аппаратом КНФУ.409900.002.

 

1. Основание для разработки

 

Электронный блок управления разрабатывается на основе задания на дипломный проект, утвержденный кафедрой ПП ЭВС МарГТУ.

Тема: «Электронный блок управления сварочным аппаратом».

 

2. Технические требования

 

2.1 Состав изделия

 

 

Электронный блок управления состоит из: реле защиты, фильтров, выпрямителя, диодного моста, тиристорного ключа и схемы управления включения тиристора, генератора частоты f=30 кГц, трансформатора с выпрямителем на 10 В, схемы управления широтно-импульсной модуляции и электронной схемы, включающей в себя тиристорный ключ, модулятор и формирователь управляющих сигналов.

 

2.2 Технические параметры

 

Напряжение питания, В    220

Частота питающей сети, Гц 50

Максимальный сварочный ток, А 50

Напряжение холостого хода, В        36

Минимальный ток заряда, А         1

Максимальный входной ток, А      5

КПД, не менее         0,8

 

2.3 Требования к надежности

 

2.3.1 Среднее время наработки  на отказ, ч 10000

2.3.2 Общие требования, предъявляемые к данному разрабатываемому изделию по ГОСТ 25359-82, ГОСТ 21552-84.

 

2.4 Конструктивные требования

 

2.4.1 Максимальные размеры, мм, не  более     480х320х160 

2.4.2 Масса, кг, не более       15

2.4.3 Механические воздействия по  ГОСТ 25467-82:

Ускорение, g         1

Частота вибрации, Гц        1-55

Ударные нагрузки, g, не более       15

2.4.4 Требования технической эстетики  по ОСТ 4.ГО.011.218

2.4.5 Требования эргономики по  ОСТ 4.ГО.10.236

 

2.5 Требования к условиям эксплуатации

 

Вид климатического исполнения УХЛ 3.1 по ГОСТ 15150-69

2.5.1 Температура окружающего воздуха, °С        +40...-60

2.5.2 Относительная влажность, % 98 при t=25°C

2.5.3 Атмосферное давление, мм.рт.ст. 650-800

 

 

2.6 Требования к безопасности

 

2.6.1 Требования по исключению аварийной ситуации по ГОСТ 12.2.034-78

2.6.2 Устройство должно соответствовать требованиям безопасности

12.2.006-87.

 

2.7 Экономический показатель

 

2.7.1 Годовая программа выпуска изделий, шт 50000

 

2.8 Требования к упаковке, транспортировке и хранению

 

2.8.1 Упаковка должна иметь жесткую картонную основу и содержать информацию о марке изделия, предприятие-изготовителя и дате выпуска.

2.8.2 Изделие с эксплуатационными документами должно транспортироваться и поставляться заказчику в соответствии с ГОСТ 21652-76.

2.8.3 Размеры тары в соответствии с ГОСТ 22638-77.

2.8.4 На коробке должны быть нанесены предупредительные надписи в соответствии с ГОСТ 14192-77.

2.8.5 Электронный блок следует хранить в упаковке в складских помещениях при температуре воздуха -50…+50°C и относительной влажности 80% по ГОСТ 21552-84.

 

2.9 Порядок испытаний

 

2.9.1 Испытания электронного блока  управления сварочным аппаратом производить на предприятие-изготовителе в соответствии с ГОСТ 16962-79 «Изделия электронной техники. Механические, климатические воздействия. Требования и методы испытаний».

 

АННОТАЦИЯ

 

Коскина А. И.

Электронный блок управления сварочным аппаратом./Дипломное проектирование. МарГТУ, 2010, 85 стр., 12 ил., 6 табл., 27 библ., приложения.

В проекте разработан электронный блок управления сварочным аппаратом.

Проведены расчеты: расчет надежности изделия, тепловой расчет и расчет резонансной частоты печатной платы. Осуществлен выбор элементной базы.

 Произведена оценка технологичности конструкции, разработан технологический процесс сборки изделия.

Определена себестоимость изготовления электронного блока управления сварочным аппаратом, а также его позиционирование и продвижение на рынке.

Рассмотрены опасные факторы и мероприятия по охране труда и технике безопасности. Произведён расчёт зануления сварочного аппарата.

Графическая часть представлена комплектом документации из 10 чертежей и 2 плакатов.

 

THE ANNOTATION

 

Koskina A.I.

Electronic control unit welding apparatom./ degree designing. MarGTU, 2010, 85 pages, 12 silt., 6 tab., 27 bibliography., appendices.

The project is designed electronic control unit for welding apparatus, Rath.

Calculations are carried out: Calculation of reliability of the product, thermal design and calculation of the resonant frequency of the PCB.

Implemented choice components. An assessment of technological design, designed-ucts is the process of assembling the product.

Determine the cost of manufacturing the electronic unit governance welding machine, as well as its positioning and promotion in the market.

Considered hazards and measures for labor protection and those nickel-security.

The graphic part is presented by the complete set of the documentation from 10 drawings and 2 posters.

Содержание

 

Введение 13

 

1. Расчетно-теоретическая часть 15

1.1 Анализ технического задания 15

1.2 Описание работы устройства 16

1.3 Описание принципиальной схемы блока 17

1.4 Описание процесса ручной дуговой сварки 18

1.5 Анализ исходных данных 26

1.6 Выбор элементной базы 26

1.7 Инженерные расчеты 29

1.7.1 Расчет диаметра провода вторичной обмотки трансформатора 29

1.7.2 Расчет величины ограничительного резистора 30

1.7.3 Расчет надежности 30

1.7.4 Тепловой расчет 35

1.7.5 Расчет резонасной частоты печатной платы 37

1.8 Выводы по расчетам 39

 

2. Конструкторская часть 40

2.1 Разработка технических требований к конструкции 40

2.2 Анализ возможных конструктивных исполнений 42

2.3 Разработка конструкции 43

2.4 Разработка печатной платы 46

2.5 Разработка процесса настройки 49

2.5.1 Общие требования 49

2.5.2 Порядок настройки 49

2.5.3 Порядок работы с устройством 50

2.5.4 Маркировка и пломбирование 50

2.5.5 Упаковка и хранение 51

3. Технологическая часть 52
0. 3.1 Технологический анализ конструкции 52
0. 3.2 Расчет технологичности 53
0. 3.3 Разработка технологического процесса сборочно-монтажных и регулировочных работ 55
0. 3.3.1 Построение технологической схемы сборки 55
0. 3.3.2 Построение сборочных операций 58

3.4 Разработка оснастки 61

3.4.1 Описание работы устройства 61

3.4.2 Описание конструкции устройства 63

 

4. Экономическая часть 64
0. 4.1 Расчет себестоимости электронного блока 64
0. 4.2 Позиционирование товара 68
0. 4.3 Продвижение товара 69

 

5. Безопасность жизнедеятельности 71
0. 5.1 Разработка мероприятий по электробезопасности 71
0. 5.1.1 Анализ конструкции устройства с точки зрения
0.           электробезопасности 71
0. 5.1.2 Выбор метода защиты от напряжения 72
0. 5.1.3 Описание устройства защитного отключения 73
0. 5.2 Требования безопасности при ручной сварке 74
0. 5.3 Травмы при дуговой сварке и меры их предупреждения 75
0. 5.4 Расчет зануления 78

 

Заключение 83

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 84

Приложения

  

 

Введение

 

С момента своего появления человек наблюдал мощные атмосферные электрические разряды — молнию. Еще не имея понятия о физической природе этих разрядов, человек мог наблюдать их световое и тепловое воздействие. Но прошло очень много лет, прежде чем наука, созданная человеком, позволила ему вплотную приблизиться к изучению и практическому использованию электрической энергии для целей разогрева и плавления металлов.

Сварка является одним из древнейших способов обработки металлов. Возникновение сварки относится к тем временам, когда человечество научилось добывать и применять металлы. Во время археологических раскопок найдены украшения из золота, серебра и платины, детали которых сварены еще в IV в. до н.э.; в развалинах Помпеи обнаружены свинцовые водопроводные трубы со сварными швами; средневековые кольчуги и оружие изготовлено из деталей, многие из которых соединены сваркой.

В 1888 году русский инженер-изобретатель Николай Гаврилович Славянов разработал новый способ сварки при помощи металлического плавящегося электрода.

Замена графитового электрода на металлический позволила значительно улучшить качество сварки. Для питания сварочной дуги Н. Г. Славянов использовал электрическую динамо-машину собственной конструкции.

Ближе к концу XIX века в промышленности все в больших масштабах стал использоваться переменный ток, который со временем повсеместно вытеснил ток постоянный.

Сейчас по технологии Славянова производится наиболее массовый вид сварки — это ручная сварка штучными металлическими электродами. Данный тип сварки обозначается аббревиатурой ММА (Маnuаl Меtаl Аrс).

 

 

В процессе производства электронной техники часто требуется осуществить прочное соединение элементов конструкции. Соединение пайкой, склеиванием, резьбовые не всегда удовлетворяют условиям прочности, поэтому широко применяют сварку электронной дугой. Для осуществления сварки используют трансформаторы постоянного и переменного токов. Конструкции применяемых сварочных аппаратов не рассчитаны для подключения к обычной электросети.  Самодельные (домашние) конструкции порой не отвечают требованиям электробезопасности, что приводит к перегрузкам в сети и авариям. Следовательно, есть необходимость рассмотреть возможность создания малогабаритного сварочного устройства, которое могло бы использоваться. например, в домашних условиях, на промышленной основе.

Конструкция устройства должна отвечать требованиям электробезопасности, надежности, экономичности, а также быть технологичной. Анализ имеющихся промышленных образцов показывает, что большинство из них имеют большие габариты и массу, низкий коэффициент полезного действия, высокую потребляемую мощность.

В настоящем дипломном проекте разрабатывается электронный блок управления сварочным аппаратом. Применение электроники позволяет улучшить стабильность выходных электрических параметров, удобство в эксплуатации, повысить надежность, коэффициент полезного действия, уменьшить габариты и массу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчетно-теоретическая часть

 

1.1 Анализ технического задания

 

В техническом задании настоящего дипломного проекта предлагается разработать устройство, которое при подключении к сети переменного тока промышленной частоты, обеспечивало бы стабильные электрические параметры для осуществления сварки электрической дугой. Стабильность параметров должен обеспечивать электронный блок управления на интегральных микросхемах. К электрическим параметрам относятся ток и напряжение на выходе устройства, достаточные для создания и поддержания электрической дуги между электродами сварочного аппарата.

Источник напряжения должен обладать хорошими динамическими характеристиками. Рабочее напряжение на дуге должно быстро устанавливаться и изменяться в зависимости от длины дуги, обеспечивая ее устойчивое горение. Для постоянного тока достаточно напряжения зажигания 30-40 В, в то время как для переменного необходимо напряжение 40-60 В. Время восстановления рабочего напряжения при коротком замыкании не должно превышать рабочего более чем на 25-100%. При ручной дуговой сварке внешняя характеристика источника тока должна быть падающей, т.е. напряжение должно уменьшаться с увеличением тока. При крутой динамической характеристике источника тока (питания) динамические токи короткого замыкания значительно меньше (они близки к статическим токам) и при удлинившейся дуге образуется стабильная рабочая точка.

Исходными данными для составления технического задания явилось описание малогабаритного сварочного устройства постоянного тока [16], с.26.

 

 

 

1.2 Описание работы устройства

 

Основные функциональные части устройства определяет структурная схема КНФУ.409900.001 Э1. Обозначение на схеме соответствует схеме электрической принципиальной КНФУ.409900.002 Э3. Структурная схема включает в себя реле защиты, фильтр, выпрямитель, диодный мост, тиристорный ключ и схема управления включения тиристора, генератор частоты, трансформатор с выпрямителем на 10 В и электронную схему, в которую включен токовый ключ, модулятор и формирователь управляющих сигналов. Фильтр на элементах C1, C2, и L1, находящийся на входе шины сеть уменьшает помехи, идущие от работающей схемы в сеть. Диодный мост VD1-VD4 выпрямляет напряжение 220 В в постоянное напряжение. Это напряжение с диодного моста через тиристорный ключ VS1 поступает на генератор, представляющий из себя двухтактный генератор на частоту около 30 кГц. Для возбуждения частоты имеется положительная обратная связь с выхода трансформатора на вход генератора. Диоды VD16-19 (КД2997), рассчитанные на 30 А, представляют двухполупериодный выпрямитель, которые формируют через токовый ключ выходной сварочный ток. Выходной сварочный ток проходит через Rобр связи, на которой формируется управляющий сигнал. Этот сигнал поступает на схему управления широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Выходной сигнал со схемы управления ШИМ поступает на модулятор, с помощью которого модулируется сварочный ток (изменяется его величина). Выпрямитель формирует напряжение 9 В для питания электронных схем. В токовых ключах использованы мощные высокочастотные транзисторы VT11 (КТ935), обеспечивающие ток до 35 А. В схеме используются 3 токовых ключа.

 Отличительная особенность устройства состоит в том, что формирователь импульса запуска тиристора VS1 обеспечивает его срабатывание при минимальном напряжении на переходе анод-катод, то есть синхронно с переходом сетевого напряжения через нуль, при заряде конденсатора С13 до напряжения запуска. С целью уменьшения габаритов и массы устройства частота преобразования выбрана 30кГц. Преобразователь рассматриваемого устройства выполнен по полумостовой схеме с самовозбуждением и коммутирующим насыщающимся трансформатором Т2. В качестве выходного выпрямителя используются мощные диоды VD16-VD19.

Длительность импульса модулятора зависит от состояния транзистора VT1. Управляющее напряжение на базу этого транзистора поступает от преобразователя ток-напряжение, выполненного на операционном усилителе DA1 и шунте R38. Стабилизатор тока построен по ключевой схеме. На его выходе подключен выходной фильтр на элементах L6, C23, VD25. Стабилизатор тока управляет напряжением, поступающим с усилителя VT8. Работа ключей генератора описана в [17], с29. С целью уменьшения нагрузки на диоды моста сетевого выпрямителя при включении сети применено устройство заряда конденсатора разработанное в [23].

 

1.3 Описание принципиальной схемы блока

 

Функции сетевого фильтра выполняют элементы С1, L1, C2. Выпрямитель двухполупериодный мостовой на диодах VD1-VD4, схема запуска образована элементами C13, VD6, C9, R7, VT2, VT3, R19. До запуска преобразователя напряжение на конденсаторе С13 отсутствует и заряд конденсатора С6 фильтра происходит через ограничительный резистор R6. Как только конденсатор С6 зарядится до напряжения запуска преобразователя, появится напряжение на С13 и первым же синхроимпульсом с VD6 через дифференцирующую цепочку С9, R7 запустится одновибратор на транзисторах VT2, VT3 при этом на управляющий электрод VS1 поступит открывающее его напряжение с конденсатора С13 через элементы R19, VT3.

Элементы L2, VD5, C8, R4 служат для ограничения броска тока через силовые транзисторы преобразователя VT4,VT6 в момент зажигания дуги. Коллекторы и базы этих транзисторов объединены, а в эмиттерах включены токовыравнивающие резисторы R24, R25. Ключи регулятора (выходной стабилизатор) выполнены на транзисторах VT11, VT9. Включение и выключение силовых высоковольтных транзисторов преобразователя осуществляется в режиме разомкнутых ключей К1, К1.1, К1.2 регулятора, то есть на холостом ходу во всем диапазоне нагрузок, что значительно повышает надежность устройства за счет исключения сквозных токов, повышает КПД и уменьшает импульсные помехи. Регулировка тока нагрузки осуществляется длительностью импульсов с помощью схемы управления, выполненной на элементах DD1, DD2. При этом силовые транзисторы регулятора используются в режиме насыщения с минимальными потерями мощности. На элементах DD1.1, R18, VD10, VD12 выполнен формирователь меандра, синхронного с частотой преобразователя. Далее по фронту и по спаду сигнала с помощью дифцепочек С3, R2, C4, R8 и DD2.2 формируются короткие (около 2 мкс) отрицательные импульсы.

За работу схемы широтно-импульсной модуляции отвечает одновибратор, выполненный на элементах DD1.2, DD1.3, длительность импульса которого зависит от состояния транзистора VT1. Управляющее напряжение на базу этого транзистора поступает от преобразователя ток-напряжение, выполненного на операционном усилителе DA1 и шунте R38.

Минимальный ток зависит от чувствительности преобразователя ток-напряжение и настраивается с помощью резистора R36.

Максимальный ток ограничивают подбором резистора R13.

Для удобства пользования в устройстве предусмотрено два поддиапазона регулировки тока. Переключение поддиапазонов происходит с помощью переключателя SA2. Включение в сеть с помощью SA1.

 

4. Описание процесса ручной дуговой сварки

 

Ручная дуговая сварка – это сварка покрытым металлическим электродом. Является наиболее старой и универсальной технологией дуговой сварки.

Общепринятые обозначения ручной дуговой сварки

РДС – ручная дуговая сварка (преимущественно в советской литературе);

MMA – Manual Metal Arc (Welding) – ручная металлическая дуговая сварка;

SMAW – Shielded Metal Arc Welding – металлическая дуговая сварка в защитной атмосфере;

E – международный символ ручной дуговой сварки.

Технология ручной дуговой сварки

Для образования и поддержания электрической дуги к электроду и свариваемому изделию (рисунок 1.1) от источника питания подводится сварочный ток (переменный или постоянный).

Рисунок 1.1 - Ручная дуговая сварка

 

Если положительный полюс источника питания (анод) присоединен к изделию, говорят, что ручная дуговая сварка производится на прямой полярности. Если на изделии отрицательный полюс, то полярность обратная. Под действием дуги расплавляются металлический стержень электрода (электродный металл), его покрытие и металл изделия (основной металл). Электродный металл в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну, где смешивается с основным металлом, а расплавленный шлак всплывает на поверхность.

Размеры сварочной ванны зависят от режимов и пространственного положения сварки, скорости перемещения дуги по поверхности изделия, конструкции сварного соединения, формы и размера разделки свариваемых кромок и т.д. Они обычно находятся в следующих пределах: глубина до 6 мм, ширина 8–15 мм, длина 10–30 мм.

Длина дуги – расстояние от активного пятна на поверхности сварочной ванны до другого активного пятна на расплавленной поверхности электрода. В результате плавления покрытия электрода вокруг дуги и над сварочной ванной образуется газовая атмосфера, оттесняющая воздух из зоны сварки для предотвращения его взаимодействия с расплавленным металлом. В газовой атмосфере также присутствуют пары легирующих элементов, основного и электродного металлов.

Шлак, покрывая капли расплавленного электродного металла и поверхность сварочной ванны, препятствует их взаимодействию с воздухом, а также способствует очищению расплавленного металла от примесей.

По мере удаления дуги металл сварочной ванны кристаллизуется с образованием шва, соединяющего свариваемые детали. На поверхности шва образуется слой затвердевшего шлака.

Способы зажигания дуги при ручной дуговой сварке

Дуга зажигается кратковременным прикосновением конца электрода к свариваемому изделию. В результате протекания тока короткого замыкания и наличия контактного сопротивления торец электрода быстро нагревается до высокой температуры, при которой после отрыва электрода происходит ионизация газового промежутка и возникает сварочная дуга. Для надежного зажигания дуги сварщик должен отводить электрод от изделия на высоту 4–5 мм, так как при большем расстоянии между концом электрода и изделием дуга не возникает.

Обычно зажигание дуги осуществляется либо прямым отрывом электрода после короткого замыкания (А на рисунке 1.2), либо скользящим движением конца электрода (Б на рисунке 1.2).

Рисунок 1.2 - Зажигание дуги при ручной дуговой сварке

 

Ведение дуги производится таким образом, чтобы обеспечить проплавление свариваемых кромок и получить требуемое качество наплавленного металла при хорошем формировании. Это достигается путем поддержания постоянства длины дуги и соответствующего перемещения конца электрода.

Перемещения электрода при ручной сварке

В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях. Первое движение – поступательное, направлено по оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода. Длина дуги при ручной сварке в зависимости от условий сварки и марки электрода должна быть в пределах (0,5–1,2)dэл. Чрезмерное уменьшение длины дуги ухудшает формирование шва и может привести к короткому замыканию. Чрезмерное увеличение длины дуги приводит к снижению глубины провара, увеличению разбрызгивания электродного металла и ухудшению качества шва как по форме, так и по механическим свойствам, а при сварке электродами с покрытием основного вида – и к порообразованию.

Второе движение – перемещение электрода вдоль оси валика для образования шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от силы тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается узкий шов (ниточный валик) шириной примерно 1,5 диаметра электрода. Такие швы применяют при сварке тонких листов, наложении первого (корневого) слоя многослойного шва, сварке по способу опирания и в других случаях.

Третье движение – перемещение электрода поперек шва для получения требуемых ширины шва и глубины проплавления. Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика рисунке 1.3. Ширина швов, получаемых с поперечными колебаниями, обычно составляет 1,5–5 диаметров электрода.

Рисунок 1.3 - Основные виды траекторий поперечных движений конца электрода при слабом (А, Б), усиленном (Е–Ж) прогреве свариваемых кромок, усиленном прогреве одной кромки (З, И), прогреве корня шва (К)

 

Техника ручной сварки в различных пространственных положениях

Техника выполнения ручной дуговой сварки во многом зависит от пространственного положения сварного шва. При сварке различают нижнее (0–60°), вертикальное (60–120°) и потолочное (120–180°) положения рисунок 1.4.

Рисунок 1.4 - Различные положения изделия при ручной дуговой сварке

 

Ручная дуговая сварка в нижнем положении

При ручной сварке в нижнем положении основная проблема состоит в том, чтобы обеспечить полное проплавление сечения без образования прожогов.

На рисунке приведены различные варианты выполнения швов в нижнем положении. При сварке односторонних швов на весу (рисунок А), как правило, очень трудно избежать непроваров или прожогов, поэтому для односторонних швов обычно применяют способы удержания сварочной ванны:

• сварка на съемной медной подкладке (рисунок Б);
• сварка на остающейся стальной подкладке (рисунок В);
• наложение подварочного шва (рисунок Г);
• вырубка непровара с последующей заваркой корня шва (рисунок Д).

Рисунок 1.5 - Способы удержания сварочной ванны 
1 – съемная медная подкладка; 2 – остающаяся стальная подкладка; 3 – основной шов; 4 – подварочный шов

 

Сварку угловых швов в нижнем положении можно выполнять двумя способами: при повороте изделия на 45° (так называемое положение «в лодочку») и наклонным электродом (рисунок 1.6). Сварка «в лодочку» более предпочтительна, так как при сварке наклонным электродом из-за отекания расплавленного металла трудно предупредить подрез по вертикальной плоскости и обеспечить провар по нижней плоскости.

Рисунок 1.6 - Техника выполнения угловых швов при ручной дуговой сварке: 
А – «в лодочку»; Б – наклонным электродом

 

Ручная дуговая сварка в вертикальном положении

При ручной сварке в вертикальном положении стекание расплавленного металла также оказывает существенное влияние на формирование шва и глубину проплавления рисунок 1.7. Вертикальные швы обычно выполняют на подъем. В этом случае удается обеспечивать требуемый провар и поддерживать расплавленный металл на кромках. Однако производительность сварки низкая и увеличивается при сварке на спуск. Однако из-за малой глубины проплавления это возможно только для тонкого металла и при применении специальных электродов.

Рисунок 1.7 - Ручная дуговая сварка швов в вертикальном положении

Особенно неблагоприятные условия формирования шва наблюдаются при выполнении на вертикальной плоскости горизонтальных швов, так как расплавленный металл натекает на нижнюю свариваемую деталь.

Ручная дуговая сварка в потолочном положении

Достаточно сложна и ручная сварка в потолочном положении. Расплавленный металл в сварочной ванне в этом случае удерживается от вытекания силой поверхностного натяжения рисунок 1.8. Поэтому необходимо, чтобы вес расплавленного металла не превысил эту силу. Для этого стремятся уменьшить размеры сварочной ванны, выполняя сварку периодическими короткими замыканиями, давая возможность металлу шва частично закристаллизоваться. Применяют также уменьшенные диаметры электродов, снижают силу сварочного тока, используют специальные электроды, обеспечивающие получение вязкой сварочной ванны

Рисунок 1.8 - Формирование ванны и шва при ручной дуговой сварке в потолочном положении

 

Преимущества ручной дуговой сварки

• возможность сварки в любых пространственных положениях;
• возможность сварки в местах с ограниченным доступом;
• сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;
• возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;
• простота и транспортабельность сварочного оборудования.

Недостатки ручной дуговой сварки

• низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;
• качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;
• вредные условия процесса сварки.