Углеродная дуговая сварка: Процесс, оборудование и современные применения

Что такое углеродная дуговая сварка?

Углеродная дуговая сварка (CAW) — процесс соединения металлов нагреванием дугой между нерасходным углеродным (графитовым) электродом и деталью. Электрическая дуга создается между электродом и свариваемыми материалами.

Это был первый разработанный процесс дуговой сварки, но сегодня он мало используется, вытесненный двойной углеродной дуговой сваркой и другими методами. Цель — создать прочный межметаллический спад. Дуга развивает температуру выше 3000 °C, при которой металлы сплавляются в единый шов.

Связано: Что такое дуговая сварка?

История возникновения

Без электрической дуги углеродная сварка невозможна. В 1800 г. сэр Хамфри Деви открыл электрическую дугу. Позже Николай Бернардос и Станислав Ольшевский изобрели процесс CAW в 1881 г. (в оригинале указано 1981, что ошибочно). Изначально процесс назывался «Электрогефест».

Оборудование

• Электрод: Диаметр 3–22 мм.
• Источник питания: Сварные аппараты постоянного тока (вращающиеся или выпрямительные).
• Держатель электрода: Обычный держатель не подходит — температуры слишком высоки, требуется специальный водяноохлаждаемый держатель.

Принцип работы углеродной дуговой сварки

Электрическая дуга возникает между электродом и основным металлом. Тепло дуги плавит основной металл. После застывания расплава образуется шов. Размер электрода подбирают в зависимости от сварочного тока.

Разновидность CAW — двойная углеродная дуговая сварка (TCAW). При TCAW используют специальный электрод: один углеродный стержень подвижен и касается другого для зажигания дуги. Применяется переменный ток; электроды должны сгорать равномерно.

Преимущества углеродной дуговой сварки

• Низкая стоимость оборудования и эксплуатации.
• Не требуется высокая квалификация сварщика.
• Процесс легко автоматизировать.
• Минимальное искажение детали.

Недостатки углеродной дуговой сварки

• Нестабильное качество шва (пористость).
• Углерод электрода загрязняет шов карбидами.