Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Оборудование и инструмент для сварки под флюсом и в среде защитных газов

Оборудование и инструмент для сварки под флюсом и в среде защитных газов

Рабочее место для выполнения сварки под флюсом и в среде защитных газов обеспечивается сварочным автоматом или полуавтоматом, пультом управления и источником питания дуги. Кроме сварочного оборудования рабочее место должно иметь приспособления для механизации вспомогательных работ, поворота конструкций в удобное положение, оборудование для подачи и уборки флюса, пускорегулирующую газовую аппаратуру, инструмент и сварочные материалы.

В зависимости от габаритов, массы, формы изделий и типа сварных соединений сварочное оборудование может иметь различное конструктивное исполнение и комплектоваться узлами с различными функциями.

Сварочные аппараты для автоматической сварки под флюсом классифицируют по следующим признакам: по способу защиты дуги и сварочной ванны — под флюсом, по флюсу, с газовой защитой;
по способу регулирования дуги — о саморегулированием, с автоматическим регулированием;
по способу формирования металла шва — свободное и принудительное;
по числу электродов — одно- и многоэлектродные;
по количеству одновременно горящих дуг — однодуговые и многодуговые;
по способу передвижения — подвесные и самоходные сварочные головки, сварочные тракторы, рельсовые и безрельсовые автоматы;
по типу свариваемых швов — универсальные для сварки различных швов сварных соединений и специализированные для сварки швов определенного типа.

Сварочный аппарат называется автоматом, если его механизмы и устройства выполняют следующие функции: подачу электродной проволоки и регулирование длины дуги;
зажигание дуги в начале сварки; обрыв дуги в конце сварки; подвод тока к электродной проволоке; перемещение сварочной головки или изделия с заданной скоростью сварки;
направление движения сварочной головки или изделия;
корректировку положения электродной проволоки (угол наклона, вылет, положение относительно стыка и т. п.);
правку проволоки; подачу и уборку флюса и др.

Сварочный аппарат, закрепленный неподвижно или перемещаемый только по специальным направляющим, установленным вне изделия, называется сварочной головкой. Головки могут быть подвесные и самоходные.

Сварочный аппарат, который может перемещаться непосредственно по свариваемому изделию, называется сварочным трактором.

Сварочный аппарат, имеющий только механизм подачи сварочной проволоки, называется полуавтоматом.

Для сварки стыковых соединений с разделкой кромок и для сварки угловых и тавровых соединений разработана новая серия автоматов с системой поиска и слежением за положением электродной проволоки относительно свариваемого стыка.

В комплект автоматов входит сварочная головка, пульт управления, источник питания и кассетное устройство.

Например, автоматы АД200 и АД201 служат для сварки в среде защитных газов, снабжены устройствами автономного охлаждения сварочной горелки, а благодаря шланговой подаче электродной проволоки позволяют размещать подающее устройство на расстоянии от сварочной головки.

Автоматы АД202 и АД203 аналогичны первым и предназначены для сварки под флюсом.

Новая серия отечественных сварочных автоматов имеет систему управления, позволяющую осуществлять программирование возбуждения дуги, заварки кратера и плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки.

Оборудование для сварки в защитных газах и его основные характеристики

В наше время электрическая дуговая сварка, осуществляемая в среде специальных защитных газов, нашла достаточное распространение в промышленности и быту. Не удивительно, что в этой сфере сделано довольно много разработок: производители сварочной аппаратуры предлагают самые разнообразные аппараты и приспособления, которые позволяют добиваться очень высокого качества сварных соединений. Каждая новая разработка увеличивает и скорость сваривания, способствует снижению расходов, улучшению условий труда.

Давайте рассмотрим подробнее наиболее эффективное и интересное оборудование для сварки в защитных газах, внедренное и широко применяемое в производстве.

Сварочный полуавтомат ПДГ – 502.

Полуавтомат для сваривания металлоизделий в защитных газах ПДГ – 502, был создан признанными специалистами в сфере сварочного производства – А.А. Ляховым и С.А. Голубьевой. Этот аппарат предназначен для осуществления сваривания деталей стальным плавящимся электродом в среде углекислого газа. Аппарат может использовать для получения любых швов, независимо от их положения в пространстве.

Оборудование для сварки в защитных газах

Главными достоинствами такого сварочного аппарата являются:

  • надежность в работе
  • высокая производительность сварочных работ.

Сварочный полуавтомат ПДГ – 502 состоит из следующих основных элементов:

  • выпрямителя для сварки типа ВДУ-504-1;
  • пульта управления;
  • механизма подачи электродной проволоки;
  • аппаратуры для подачи газа;
  • газовой горелки для сварки.

Сварочный полуавтомат данного типа работает на напряжении 220-380 В в электросети. Показатель сварочного тока для данного аппарата составляет 500 ампер. Полуавтомат позволяет регулировать сварочный ток в диапазоне 100-500 ампер, что необходимо для установления соответствующего режима сваривания металлоизделий. Еще одна важная характеристика – это скорость подачи проволоки для осуществления сваривания, этот аппарат позволяет подавать проволоку со скоростью 120-1200 м/ч. С ПДГ-502 может применяться проволока, которая имеет диаметр 1,2-2 миллиметра.

Тиристорный инвертор «Импульс-3А.

Тиристорный инвертор типа «Импульс-3А» — это сварочный аппарат, который применяется для сваривания металлоизделий, выполненных из алюминия, а также его сплава. Кроме того, данный инвертор используется сварщиками, когда необходимо произвести сваривание изделий, сделанных из черных металлов. Этим инвертором чаще всего выполняют вертикальные и потолочные соединения.

Как и все инверторы, аппарат преобразует электрический ток: из постоянного в переменный. Он также позволяет обеспечить импульсы прямоугольной формы, необходимые для сварочного процесса. Инвертор обеспечивает довольно высокие показатели стабильности электродуги, что непосредственно влияет на качество соединений.

Тиристорный инвертор «Импульс-3А» отдельно регулирует длительность полупериодов обеих полярностей и их амплитуду. В том случае, если сваривается металл большой толщины – около 20 мм, то количество окислительных пленок в металле небольшое, тогда длительность и амплитуду тока прямой полярности увеличивают. А если, к примеру, сварной шов накладывается на тонкий металл, то прибегают к увеличению длительности полупериода обратной полярности. Для уменьшения плавления электрода из вольфрама обычно регулируют амплитуду тока обратной полярности.

Читайте так же:
Как настроить спутниковый ресивер самостоятельно

Схема инвертора

Из схемы видно, что инвертор имеет три блока: силовой, защиты и управления.

Так называемый силовой блок инвертора имеет в своей конструкции пуск, собственно, инверторы (используются четырехтиристорные), систему для охлаждения аппарата. Питается инвертор посредством генератора постоянного тока. Принцип работы инвертора заключается в одновременном параллельном включении тиристоров Т1 с Т4 или Т2 с ТЗ. С помощью батареи конденсаторов происходит гашение токопроводящих тиристоров. Заслуга емкости в том, что она способствует ускоренному переходу сварочного тока через ноль.

Защитный блок инвертора отвечает за предотвращения поломок аппарата от перегрузок, т.е. при больших нагрузках, этот блок обеспечивает выключение устройства.

Защитный блок инвертора выполняет две основные функции:

  • контролирует импульсы тока перезаряда коммутирующей емкости;
  • отключает цепь возбуждения сварочного агрегата в случае прекращения импульсов тока.

С помощью блока управления по очереди открываются и закрываются тиристоры – Т1, Т4 и Т2, Т3. Также с помощью этого блока осуществляется регулировка частоты переключений тиристоров, контроль за временем включенного состояния. В состав данного блока инвертора входит генератор импульсов (который работает на тиристорах и динисторах).

Ручка «Баланс» служит для регулирования режимов, когда происходит хорошее разрушение окисной пленки и предотвращается чрезмерное плавление электрода.

Ручка «Частота» отвечает за изменения полярности электродуги.

Все вышеперечисленное оборудование для сварки в защитных газах имеет ряд достоинств:

Сварка в среде защитных газов

При сварке в среде защитных газах для защиты зоны сварочной дуги и расплавленного металла испoльзуют специальный газ, подаваемый струей в зону плавления при помощи горелки, или сварку выполняют в камерах, заполненных газом.

Наиболее распространенной являетcя струйная местная защита потокoм газа, истекающим из соплa сварочной горелки (риc. 1). Качество струйной защиты завиcит oт размеров и конструкции сопла 1, расстояния L oт среза сопла A — A дo поверхности свариваемого материалa, и от расхода защитного газа. B строeнии газового потока различaют двe облаcти: 2 — ядро струи и 3 — периферийный участок. Надежнaя защита металла гарантирована толькo в пределах ядра потока, максимальнaя длина H которого наблюдается пpи ламинарном истечении газа из соплa.

Применяются различные формы проточной части сопла: коническая, цилиндрическая и профилированная. Для улучшения струйной защиты нa входe в сопло в горелке устанавливаются пористые материалы, мелкие сетки и т.п., позволяющиe дополнительно выравнивать поток газа нa выходе из сопла. Расход газа должен обеспечивать ламинарноe истечение струи.

сварка в среде защитных газов

Рис. 1. Схема газового потока пpи местной защите зоны сварки .

В качествe защитных газов используются инертные газы, нe взаимодействующие с металлом пpи сварке (аргон, гелий, их cмecи), и активные газы (СO2, N2 и дp.), взаимодействующие с металлом, a также иx смеси. Защитный газ определяeт физические, металлургические и технологические характериcтики способа сварки.

Сварка в среде защитных газов может выполняться неплавящимся (обычнo вольфрамовым), или плавящимся электродом (pис. 2). В первом случае используются инертные газы и иx смеси. Сварной шов образуется зa счет расплавления кромок издeлия и, если необходимo, присадочной проволоки, подаваемой в зону дуги.

Во втором случае используют сварочную проволоку, непрерывно подаваемую в зону дуги, которая в процессе сварки расплавляетcя и участвует в образовaнии металла шва. Чтобы повысить устойчивость дуги, увеличить глубину проплавления или изменить форму шва или повысить производительность сварки углеродистых и легированных сталей применяются смеси инертных газов c активными газами, например: смесь аргона c 1. 5 % O2, смесь аргона c 10. 25% СO2, смесь аргона с CO2 (до 20 %) и c добавкой ≤5 % O2.

Смесь углекислого газа c кислородом (дo 20 %) применяют для сварки углеродистой стали. Этa смесь имеет высoкую окислительную способность, обеспечиваeт глубокое проплавление и хорoшую форму шва, уменьшает пористость.

Рис. 2. Схемы : сварка в среде защитных газов неплавящимся (а) и плавящимся (6) электродами, где 1 — металл шва; 2 — электрод; 3 — защитный газ; 4 — сoпло горелки; 5 — присадочная проволока .

B зону сварки защитный газ можeт подаваться концентрично вокруг дуги, a пpи повышенных скоростях сварки плавящимся электродом — сбоку (pис. 3). Для экономии расхода инертных газов используется защита двумя раздельными потоками газов (cм. риc. 3, в); при этом наружный поток обычно из углекислого газа. При сварке активных материалoв для предупреждения контакта воздуха нe только с расплавленным, нo и с нагретым твeрдым металлом применяют удлиненные насадки нa сопла (подвижные камеры, cм . риc . 3, г).

Самая надежная защита достигается пpи размещении изделия в стационарных камераx, предварительно вакуумированных и потом заполненных защитным газом. Сварка в среде защитных газов крупногабаритных изделий проводится с использованием переносных камер из пластичных мягких, обычно прозрачных материалов, устанавливаемыx локально над свариваемым стыком.

Теплофизическиe свойства защитных газов влияют нa технологические свойства дуги. Пpи равных условияx дуга в гелии пo сравнению c дутой в аргоне имеет болеe высокое напряжение, а образующийcя шов имеет мeньшую глубину проплавления и большую шиpину. Углекислый газ пo влиянию нa форму шва занимает промежуточноe положение.

Читайте так же:
Как правильно работать болгаркой куда искры

Пpи необходимости металлургической обработки и дополнительногo легирования шва в зону сварочной дуги подают небольшое количествo раскисляющих или легирующих веществ.

Риc. 3. Схемы подaчи защитного газа в зону плавлeния: а — концентрическая ; б — боковая ; в — двумя концентрическими потоками ; г — с дополнительной насадкой .

Шлакообразующие вещества вводят в видe пыли или паров вместе c защитным газом; как магнитный флюс или флюс , засыпаемый в разделку кромок; в видe покрытия, наносимого на поверхноcть электродной проволоки, и дpугими способaми. Состав металла шва можнo изменить путем подaчи в зону сварки дополнительнoй присадочной проволоки, а такжe двухдуговой сварки в общей ванне c использованием проволок различного состава.

Сварка в среде защитных газов

имеет такие основные преимущества:

  • высокое качество сварных соединений металлов и сплавов разной толщины, малый угар легирующих элементов пpи сварке в инертных газах;
  • возможноcть сварки в различныx пространственных положениях;
  • возможность наблюдения зa образованием шва и легкоcть механизации и автоматизации процесса.

К недостаткам способа относят : необходимость применения защитных мер прoтив световой и тепловой радиaции дуги, возможность нарушeния газовой защиты при сдувании стpуи и в некоторых случаяx трудность водяного охлаждения горелок.

Сварка в углекислом газе

Сварка металла в защитной среде углекислого газа считается профессионалами одной из самых эффективных. Особенно когда дело касается соединения тонких по толщине заготовок или деталей. Именно поэтому сварка в углекислом газе используется для ремонта кузовов автомобилей, минимальная толщина которых составляет 0,5 мм. К основным достоинствам данного вида сваривания металлов можно отнести:

  • достаточно высокую производительность;
  • незначительный нагрев свариваемых заготовок, что приводит к минимальному их короблению;
  • варить швы можно в любом положении, и это не составляет большого труда, и не влияет на качество конечного результата;
  • благоприятные условия проведения сварочного процесса;
  • минимальные затраты, так как сам углекислый газ стоит очень дешево.

maxresdefault-3

Проводить дуговую сварку в среде углекислого газа можно ручным способом, при помощи полуавтоматов и автоматов. В небольших цехах по ремонту автомобилей используется именно сварка в среде углекислого газа полуавтоматами. Это удобно, это позволяет регулировать подачу присадочной проволоки в зону сваривания, скорость которой варьируется в пределах 148-600 м/ч.

Режим и техника сварки

На что необходимо обратить внимание, проводя полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа.

  1. Сварка металлов проводится на постоянном токе при обратной полярности. Это когда минус подключается к заготовке, а плюс к электроду. В данном случае с полуавтоматами к присадочной проволоке.
  2. Силу тока регулируют в зависимости от толщины свариваемых металлов, от скорости подачи присадочной проволоки в зону сваривания и от напряжения электрической дуги.
  3. Напряжение дуги является очень важной составляющей сварочного процесса. От его значения зависят размеры сварного шва. К примеру, если напряжение большое, то ширина шва в процессе сварки также становится большой.
  4. Вылет проволоки тоже играет немаловажную роль. Если вылет небольшой, то сварщик плохо видит и сам процесс соединения, и зону сварки. При большом вылете проволоки сварочная дуга дестабилизируется.

Поэтому качество сварки зависит от вылета проволоки из горелки, а также от скорости перемещения последней. Если скорость будет большая, то сварка произойдет прерывистыми участками. Если малая, то расплавленный металл заполнит не только зазор между заготовками, но и вытечет за его пределы, что приведет к последующей доработке стыка. К тому же при небольшой скорости появляется вероятность получения прожогов.

Что касается техники при сварке полуавтоматом, то она достаточно проста и не требует каких-то особых манипуляций с горелкой. В первую очередь перед началом сварочных работ необходимо убедиться, что углекислый газ подается из баллона на горелку. Для этого нужно всего лишь открыть вентиль на редукторе баллона и подставить ладонь под горелку. Небольшой ветерок говорит о том, что система подачи работает нормально.

Кстати, давление углекислоты в баллоне должно составлять 60-70 кгс/см², что контролируется манометром на редукторе, а вот давление самого газа в горелке показывает второй манометр на редукторе баллона. Его значение должно быть 2,0 кгс/см². Этот показатель не является абсолютным, потому что сам сварочный процесс может проходить при разных условиях. К примеру, сквозняки в цеху, на открытой площадке. При таких условиях давление на горелке необходимо поднять, что увеличит расход углекислоты.

Все готово, можно приступать к сварке. Для этого проволоку необходимо выпустить из горелки немного больше, чтобы легко ею можно было бы дотронуться до свариваемого металла для возбуждения дуги. Конец проволоки устанавливается на поверхность металлической заготовки, после чего сварщик нажимает на кнопку пуск на рукоятке горелки. Происходит поджиг дуги, после чего проволока убирается до необходимого размера. Открывается вентиль на редукторе баллона с углекислым газом, производится подача углекислоты в зону сварки.

В процессе углекислотной сварки горелку можно перемещать в любом направлении. Здесь важно, чтобы для сварщика данное направление было удобным. То есть, он смог бы отслеживать и контролировать сварочную операцию. При этом горелка должна располагаться под углом 60-70° по отношению к свариваемой поверхности заготовок.

Специалисты же отмечают различия направления сварки и угла наклона проволоки. К примеру, если варить слева направо, то горелку лучше держать углом назад. Если справа налево, то углом вперед. В первом случае глубина сваривания резко увеличивается, а вот ширина сварного шва заметно уменьшается. Во втором случае, наоборот, глубина проварки уменьшается, а ширина шва увеличивается. Последний вариант лучше всего подходит к сварке тонкостенных металлических деталей.

Внимание! Завершать сварочный процесс необходимо полным заполнением кратера расплавленным металлом. Подачу проволоки после этого нужно прекращать, а вот с отключением газа лучше повременить. Здесь важно, чтобы расплавленный металл в сварочной ванне остывал постепенно. Поэтому стоит немного поддержать температурный режим до того, пока металл не застынет.

Особенности процесса сваривания

Сварка в углекислом газе полуавтоматом – это практически тот же процесс, что и сварка под флюсом. Все дело в том, что не все металлы могут свариваться без защитного слоя. Но сваривание углекислотой – это в первую очередь дешево, потому другие виды сварки полуавтоматами также имеют высокое качество конечного результата.

Читайте так же:
Как зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством электроника

В чем суть применения углекислого газа. Он защищает зону сварки от окружающего воздуха, в котором присутствует влажность и кислород. Но под действием высоких температур углекислота распадается на тот же кислород и угарный газ. Так вот этот кислород начинает взаимодействовать с металлом, окисляя его. Что, конечно, не очень хорошо. Вот почему так важно нейтрализовать окисляющий химический элемент.

Это можно сделать одним единственным способом – подавать в зону сварки металл, в состав которого входят раскислители. А это кремний или марганец. Так как эти два металла более активны, чем железо, то они первыми и вступают в реакцию с кислородом. Поэтому для сварки в углекислоте используется стальная проволока, в состав которой входят два эти элемента. Это очень важный момент. При этом считается, что оптимальное соотношение марганца к кремнию в составе присадочной проволоки должно быть 1,5-2,0. То есть, марганца должно быть почти в два раза больше.

Самое главное, что при взаимодействии кислорода с марганцем и кремнием образуются оксиды этих металлов. Они не растворяются в жидком расплавленном металле, образованном в сварочной ванне. Но хорошо взаимодействуют друг с другом, превращаясь в шлак, который легко выводится из зоны сваривания. Вот несколько особенностей сварки в углекислом газе.

Комплектность оборудования

Сварочный пост комплектуется нижеследующим оборудованием и принадлежностями.

  • Источник постоянного тока. Это может быть сварочный трансформатор или инвертор. Второй источник поддерживает стабильную дугу.
  • Газовый баллон вместимостью 40 литров, куда может поместиться углекислый газ весом 25 кг. Его спокойно хватит на непрерывную работу в течение 15 часов.
  • Подающий механизм. Сегодня производители предлагают огромнейший ассортимент этого устройства, так что выбрать есть из чего. К примеру, очень популярная модель А-547-У. Механизм подачи располагается в небольшом металлическом чемоданчике, который легко переносится. Некоторые модели снабжаются ремнем для переноски на плече. В чемоданчик помещается и катушка с проволокой. Сюда же установлен газовый клапан, как вторичный защитный элемент. Первый, понятно, редуктор на баллоне.
  • Промежуточным элементом от баллона до горелки – осушитель (подогреватель электрический) газа.
  • Горелка с комплектом шлангов и кабелей.

Итак, сварка металлических заготовок в среде защитного углекислого газа – эффективный способ сваривания. Он зависит от выбранного режима работы и техники проведения процесса. А в качестве конечного результата получается хорошо сформированный шов с отличным проваром по всей глубине зазора, плюс великолепные технические свойства наплавленного металла.

Дуговая сварка в защитных газах

Сварка в защитных газах — один из распространенных способов сварки плавлением. По сравнению с другими способами он имеет ряд преимуществ, из которых главные: возможность визуального, в том числе и дистанционного, наблюдения за процессом сварки; широкий диапазон рабочих параметров режима сварки в любых пространственных положениях; возможность механизации и автоматизации процесса, в том числе с применением робототехники; высокоэффективная защита расплавленного металла; возможность сварки металлов разной толщины в пределах от десятых долей до десятков миллиметров.

Определения, классификация и основные схемы

Сварка в защитных газах (СЗГ) — общее название разновидностей дуговой сварки, осуществляемой с вдуванием через сопло горелки в зону дуги струи защитного газа. В качестве защитных применяют: инертные (Аr, Не), активные (СO2, O2, N2, Н2) газы и их смеси (Аr+СO2+O2, Аr+O2, Аr+ +СO2 и др.).

Разновидности СЗГ можно классифицировать по таким признакам, как: тип защитных газов, характер защиты в зоне сварки, род тока, тип электрода и т. д. (рис. 2.1). По совокупности основных физических явлений процесс дуговой сварки в защитных газах можно классифицировать по двум основным схемам — это сварка неплавящимся (СНЭЗГ) (рис. 2.2, а) и плавящимся (СПЭЗГ) (рис. 2.2,б) электродами.

Классификация способов сварки в среде защитных газов

Сварочная дуга в среде защитных газов характеризуется относительно большим разрядным током (от 5 до 500 А и выше) и низким катодным падением напряжения.

Для сварки неплавящимся электродом применяют в основном инертные газы Аr и Не, а также их смеси в любом соотношении. Эти газы, особенно Не, обладают высокими потенциалами ионизации, что затрудняет первоначальное возбуждение дуги. Однако напряженность электрического поля (E) в столбе дуги в инертных газах имеет сравнительно низкое значение и поэтому дуговой разряд в инертных газах отличается высокой стабильностью. При сварке плавящимся электродом напряжение дуги и стабильность ее существования существенно зависят от состава защитного газа (рис. 2.3).

Читайте так же:
Как сплести лумигуруми сову

Повышение напряжения дуги с увеличением концентрации молекулярных газов (Н2, N2, O2 и СO2) объясняется интенсивным охлаждающим действием этих газов в связи с затратами энергии на диссоциацию и отводом теплоты за счет высокой теплопроводности. Увеличение напряжения дуги приводит к снижению ее устойчивости.

Защитные газы

Инертные газы

Практически полностью нейтральными по отношению ко всем свариваемым металлам являются инертные одноатомные газы. Инертные газы применяют для сварки химически активных металлов и сплавов, а также во всех случаях, когда необходимо получать сварные швы, однородные по составу с основным и присадочным металлами.

В сварочном производстве используемый аргон поставляется в газообразном (табл. 2.1) и в жидком состояниях. Газообразный аргон отпускают, хранят и транспортируют в стальных баллонах (по ГОСТ 949—73) или автоцистернах под давлением 15±0,5 или 20±1,0 МПа при 293 К.

При поставке аргона в баллонах (поГОСТ 949—73) вместимостью 40 дм3 объем газа в баллоне составляет 6,2 м 3 (при номинальном давлении 15 МПа и 293 К).

Гелий для сварки поставляется по ТУ 51-689—75 трех сортов: марки А, Б и В (табл. 2.2). Транспортируют и хранят гелий в стальных баллонах вместимостью 40 дм 3 в газообразном состоянии при давлении 15 МПа или в сжиженном состоянии при давлении до 0,2 МПа. Стоимость гелия значительно выше, чем аргона, поэтому его применяют в основном при сварке химически чистых и активных металлов и сплавов. Применение гелия обеспечивает получение большей глубины проплавления (благодаря высокому значению потенциала ионизации), поэтому его применяют иногда в тех случаях, когда требуется усиление проплавляющей способности дуги или получение специальной формы шва.

Активные защитные газы

В качестве активных защитных газов при сварке широко используют углекислый газ. К активным газам могут быть отнесены также азот и водород, используемые в некоторых сварочных процессах как составная часть защитного газа.

В сварочном производстве азот иногда используют для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым азот является инертным газом. По отношению к большинству других металлов азот является активным газом, часто вредным, и его концентрацию в зоне плавления стремятся ограничить.

Водород в сварочном производстве используют достаточно редко для атомноводородной сварки и дуговой сварки в смеси (Аr+Н2 до 12%). Водород используют только в специальных областях сварки, поскольку он играет важную роль в металлургических процессах сварки. Ввиду возможности образования взрывоопасной смеси между водородом и воздухом при работе с ним следует строго соблюдать требования техники безопасности.

Смеси газов

В ряде случаев для расширения технологических возможностей дуговой сварки целесообразно применять смеси аргона и гелия. Добавка гелия способствует повышению проплавляющей способности дуги.

1. Смесь Аr+(10÷30% N2). Добавка N2 к аргону также способствует повышению проплавляющей способности дуги. Эту смесь применяют при сварке меди и аустенитной нержавеющей стали некоторых марок.

2. Смесь Аr+(1÷5% O2). Примесь кислорода к аргону понижает критический ток, при котором капельный перенос металла переходит в струйный, что позволяет несколько увеличить производительность сварки и уменьшить разбрызгивание металла. Аргонокислородную смесь применяют для сварки малоуглеродистой и легированной стали.

3. Смесь Аr+(10÷20% СO2). Углекислый газ при сварке малоуглеродистой и низколегированной стали способствует устранению пористости в сварных швах. Добавка СO2 к аргону повышает стабильность дуги и улучшает формирование шва при сварке тонколистовой стали.

4. Тройная смесь 75% Аr — 20 % СO2—5% O2 обеспечивает высокую стабильность дуги с плавящимся электродом при сварке стали, минимальное разбрызгивание металла, хорошее формирование шва, отсутствие пористости.

При отсутствии готовых газовых смесей смешивание газов можно осуществлять на сварочном посту. Состав смеси, подаваемой в горелку, регулируется изменением расхода газов, входящих в смесь. Расход каждого газа регулируется отдельным редуктором и измеряется ротаметром типа РС-3.

Способы газовой защиты

По отношению к электроду защитный газ можно подавать центрально или сбоку. Защиту сварочной ванны газом, истекающим из горелки, принято называть струйной. Струйная защита относится к наиболее распространенному способу местной зашиты при сварке. Качество струйной защиты зависит от конструкции и размеров сопла, расхода защитного газа и расстояния от среза сопла до поверхности свариваемого металла. Наилучшая защита расплавленного металла обеспечивается при ламинарном характере истечения газового потока из сопла горелки.

Ориентировочные данные для подсчета расхода аргона на 1 м шва при сварке в нормальных условиях без сносящих потоков приведены в табл. 2.3 и 2.4.

При нормировании расхода газа следует резервировать 15% его количества на продувку газопровода перед началом работы, на неиспользуемый остаток в баллоне (0,3—0,4 МПа), на сварку контрольных образцов и на подварку дефектов сварных швов.

Расход гелия рекомендуется определять по нормативам на расход аргона, вводя поправочный коэффициент 1,3.

Способы сварки

Для расширения диапазона свариваемых толщин, увеличения производительности процесса сварки в защитном газе и повышения качества сварных соединений разработан ряд специальных способов.

Особенности сварки разных металлов и сплавов

Сварка сталей

Сварка малоуглеродистых и низколегированных сталей в инертном газе применяется редко, так как эти стали хорошо свариваются под флюсом и в углекислом газе.

Высокие технологические свойства при сварке сталей обеспечиваются при добавке к аргону до 1—5 % кислорода. Кислород способствует увеличению плотности металла шва, улучшению сплавления, уменьшению подрезов и увеличению производительности процесса сварки.

Читайте так же:
Линейка это прибор или инструмент

Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей может также применяться аргон с добавкой 10—20 % углекислого газа. Углекислый газ способствует устранению пористости в швах и улучшению формирования шва.

Высоколегированные стали успешно свариваются в инертных газах и их смесях. При этом обеспечивается высокая стабильность дуги и минимальный угар легирующих элементов. Химический состав металла шва регулируется за счет применения проволоки нужного состава. Стали, в состав которых входят элементы с высокой активностью к кислороду (алюминий, титан, цирконий и т. п.), свариваются в среде инертных газов. Ориентировочные режимы автоматической и полуавтоматической сварки стыковых соединений толщиной 4— 10 мм на постоянном токе приведены в табл. 2.11.

Сварка меди и медных сплавов

Медь (Технология сварки меди и ее сплавов) хорошо сваривается в аргоне, гелии и азоте, а также в смеси аргона с гелием и азотом. С целью экономии аргона и повышения производительности целесообразно использовать смесь аргона с азотом (70—80 % аргона и 30—20% азота). Азот способствует увеличению глубины проплавления меди.

Из-за высокой теплопроводности меди для получения надежного провара в начале сварки и хорошего сплавления по кромкам детали подогреваются до 470—770 К. При сварке в аргоне подогрев необходим при толщине меди более 4 мм, а в азоте — более 8 мм. Величину сварочного тока выбирают исходя из диаметра вольфрамового электрода, состава защитной смеси и рода тока. При этом сварка может выполняться как на переменном, так и на постоянном токе обратной полярности.

При сварке латуней, бронз и медноникелевых сплавов предпочтительнее использовать вольфрамовый электрод. При этом испарение цинка и олова будут значительно меньше, чем при сварке плавящимся электродом. Присадочный металл, а иногда и кромки, подлежащие сварке, очищаются травлением. Для этого применяют раствор, состоящий из 75 см 3 /л HNO3, 100 см 3 /л H2SO4 и 1 см 3 /л НСl.

Некоторые режимы сварки стыковых соединений меди в нижнем положении приведены в табл. 2.12.

Сварка алюминиевых и магниевых сплавов

Эти сплавы обладают высокими значениями электропроводности, теплопроводности, а также скрытой теплоты плавления. Трудность сварки этих сплавов заключается в наличии на их поверхности тугоплавкой оксидной пленки, которая препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом и, кроме того, остается в шве в виде неметаллических включений. При сварке на токе обратной полярности происходит катодная очистка свариваемых поверхностей в зоне воздействия дуги. Однако действием разрядного тока может быть разрушена лишь сравнительно тонкая пленка оксида. Толстую пленку оксида алюминия перед сваркой необходимо удалять механическим или химическим путем. Особо важно удалять оксидную пленку с поверхности электродной проволоки малого диаметра (из алюминиевых и магниевых сплавов). Это объясняется тем, что на поверхности оксидной пленки хорошо сорбируется влага, которая, диссоциируя в дуге, приводит к насыщению металла шва водородом и увеличению его пористости. Характер образования пористости зависит также и от химического состава сплава. При сварке алюминий-магниевых сплавов пленка оксидов имеет большую, чем у чистого алюминия, толщину и удерживает больше влаги.

Термически упрочняемые сплавы системы Аl—Mg—Si (марок АВ, АКБ, АКБ) обладают повышенной склонностью к образованию горячих трещин, что определяется наличием легкоплавких эвтектик, расширяющих температурный интервал твердожидкого состояния. Для уменьшения склонности к горячим трещинам этих сплавов целесообразно применять присадки, содержащие 4—6 % Si.

Влияние на качество сварных соединений оказывает выбор конструктивных элементов разделки кромок, которые определены ГОСТ 23949—80.

Накопленный опыт применения сварки конструкций из алюминиевых сплавов позволил отработать режимы, обеспечивающие высокое качество сварных соединений (табл. 2.13 и 2.14).

Сварка химически активных и тугоплавких сплавов

К числу основных затруднений, встречающихся при сварке титановых, циркониевых, молибденовых, никелевых и других тугоплавких сплавов, относится большая химическая активность металла при высокой температуре (особенно в расплавленном состоянии) по отношению к газам (кислороду, азоту, водороду). Поэтому при сварке требуется защита от воздуха не только расплавленного металла, но и участков твердого металла, нагретого до температуры выше 660 К. Обычно это достигается применением специальных приставок длиной до 500 мм и подачей газа с обратной стороны шва через специальные подкладки. При сварке используется аргон только высшего сорта или гелий марки А.

Наиболее надежную и стабильную защиту зоны сварки обеспечивают камеры с контролируемой атмосферой, где в качестве защитной среды используют спектрально чистый или высшего сорта аргон, а также вакуумные камеры, давление в которых не превышает (6—8)*10 -2 Па.

Во избежание излишнего перегрева околошовных участков при дуговой сварке, например титана и циркониевого сплава, ограничивают уровень сварочного тока. Максимальная его величина при сварке титана поверхностной дугой вольфрамовым электродом обычно ≤300 А. При этом можно сваривать без разделки кромок за один проход сплавы толщиной 3—4 мм.

Дуговой сваркой в вакууме благодаря высокой концентрации тепловой мощности дугового разряда с полым катодом удается соединять без разделки кромок за один проход титановые сплавы толщиной 8—10 мм. Стыковые соединения титановых сплавов больших толщин выполняют многослойной сваркой с разделкой кромок и подачей присадочной проволоки. Режимы сварки в аргоне стыковых соединений титана приведены в табл. 2,15, 2.16.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector