Держатель (горелка) для работы дугой косвенного действия показан на фиг. 79, Дуга отклоняется, и пламя в виде острого языка выдувается вперёд собственным магнитным полем сварочного контура, образованного электродами. При достаточной силе тока можно получить пламя длиной 100-150 мм в виде более или менее острого языка. Пламя имеет различную температуру по оси, понижающуюся от 5000-6000° в столбе до 900-1000° в конце факела пламени. По действию на металл косвенная дуга сходна с действием пламени газовой сварочной горелки. Передача тепла металлу от пламенп дугн косвенного действия производится конвекцией и излучением. Отдача энергии заряжен-нымп частицами на

поверхности металла, ф, Держатель для сварки дугой косвенного столь характерная для действия,

дуги прямого действия,

здесь не имеет существенного значения. Передача тепла от пламени идёт сравнительно медленно, с низким к. п. д., нагрев получается мягким и постепенным. Технологически дуга косвенного действия в нормальных случаях не конкурирует с дугой пря-.мого действия, скорее она может конкурировать с газовой гopeлкoii. Дугой косвенного действия иногда возможно выполнить работы, трудные для дуги прямого действия, например сварку легкоплавких металлов малых толщин, пайку твёрдыми припоями, нагрев металла без расплавления и т. д. Поскольку объект сварки не включается в электрическую цепь, возможно нагревать и сваривать изолирующие материалы: стекло, кварц, керамику и т. д. Нормально для косвенной дуги применяется питание переменным током, обеспечивающим равномерное обгорание обоих электродов.

19. ДУГОВАЯ СВАРКА В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ. АТОМНОВОДОРОДНАЯ И АРГОНОДУГОВАЯ СВАРКА

В процессе дуговой сварки происходит энергичное взаимодействие расплавленного металла с кислородом и азотом атмосферного воздуха; при отсутствии специальных защитных мер химический состав и механические свойства наплавленного лгеталла резко ухудшаются. Это было замечено уже давно, при самом изобретении дуговой электросварки, и с тех пор непрерывно разрабатываются способы и приёмы защиты расплавленного металла от воздействия атмосферного воздуха. Предлагаемые способы можно разделить на две большие группы: 1) создание защитной газовой атмосферы вокруг дуги и зоны сварки, 2) создание шлаковой защитил

сварочной ванны. Применяется также и ко.чгбинированное использование обоих способов.

При газовой защите процесс сварки происходит в атмосфере газа, менее вредного, чем воздух. Шлаковая защита воспроизводит в миниатюре процесс выплавки стали в металлургических печах, в которых помимо защитного действия шлака могут быть осуществлены раскисление металла и легирование его полезными присадками. В ходе развития преобладающее значение получила шлаковая защита сварочной ванны, весьма совершенно воплощённая в качественных электродных обмазках и в особенности в способе

Фиг. 80. Дуговая сварка в защитном газе.

дуговой сварки под флюсом. Газовая защита в её чистом виде, несмотря на многочисленные работы, произведённые в этом направлении, не дала пока больших результатов и нашла промышленное применение лишь в довольно ограниченных пределах. Способ газовой защиты (фиг. 80, а и б) заключается в том, что в зону дуги / непрерывно подаётся струя защитного газа 2. Таким газом могут служить различные газы, обладающие восстановительными свойствами по отношению к окислам железа и других металлов, применяемых в технике, например водород, метан, окись углерода и т. д., а также смеси таких газов. Применение защитных газов восстановительного характера по схеме, приведённой на фиг. 80, не имеет в настоящее время заметного промышленного значения.

Более жизненным оказался особый вид сварки в защитных газах, так называемая атомноводородная сварка. Схема этого способа показана на фиг. 81. Дуга переменного тока зажигается между двумя вольфрамовыми электродами, вдоль каждого из электродов в зону дуги подаётся струя водорода. Атомноводородная сварка использует косвенное действие дугового разряда; основной металл не включается в сварочную цепь и не является электродом дуги. Концы вольфрамовых электродов слегка оплавляются, но плавление при нормальных режимах сварки не получает развития, и вследствие постепенного испарения вольфрам расходуется очень медленно. Столб дуги резко изогнут как под действием магнитного

ПОЛЯ, создаваемого электродами с током, так и под механическим воздействием водородной струи. К столбу примыкает хорошо развитый ослепительно яркий ореол в форме плоского диска. В столбе и пламени атомноводородной дуги происходит диссоциация молекулярного двухатомного водорода в одноатомный по уравнению Н2 = 2Н.

Эта реакция является эндотермической и связана с поглощением значительного количества тепла. Для осуществления диссоциа-

ции одного моля водорода нужно затратить 100 тысяч калорий. Степень диссоциации водорода при нагревании зависит от температуры и быстро возрастает с её повышением. Диссоциированный водород является, таким образом, носителем значительного количества энергии. При понижении температуры атомарный водород снова превращается в обычный молекулярный двухатомный газ, отдавая при этом тепло, затраченное на диссоциацию, по уравнению: Н-1-Н = Н2-1-100000 кал/мол. Процесс молизации ато-

2503005

Фиг. 81. Атомноводородная сварка.

марного водорода особенно интенсивно идёт на поверхности металлов, оказывающих каталитическое действие на эту реакцию. Таким образом, если ввести в пламя атомного водорода металлическую пластинку, то на её поверхности будет интенсивно происходить процесс молизации водорода с отдачей значительного количества тепла металлу, что вызовет быстрое его расплавление с образованием сварочной ванны. Процесс молизации атомного водорода можно назвать горением, и можно говорить о пламени атомного водорода, причём реакция горения состоит в переходе одноатомного водорода в двухатомный. По измерениям и теоретическим расчётам температура сварочного атомноводородного пламени составляет около 3700°, что значительно выше температуры любого другого газового пламени, например, для ацетилено-кислородного пламени максимальная температура составляет 3200°.

По характеру процесса атомноводородную сварку правильнее отнести к группе газовой сварки. Электрическая энергия в дуге создаёт атомный водород, который, сгорая, образует атомново-дородное пламя, расплавляющее металл. Нагревание водорода происходит, главным образо.м, за счёт столба дуги, которому стараются придать значительную длину, поэтому напряжение дуги при атомноводородной сварке обычно составляет от 70 до 150 в, в среднем 100 в. Переменный ток применяется для уменьшения