1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях 135

Механизированная сварка в среде защитных газов

Механизированной (полуавтоматической) дуговой сваркой называется дуговая сварка, при которой подача плавящегося электрода или присадочного металла или относительное перемещение дуги и изделия выполняется с помощью механизмов.

При механизированной сварке в качестве плавящегося электрода используется проволока сплошного сечения, порошковая и самозащитная порошковая проволока. В случае применения проволоки сплошного сечения или порошковой проволоки для защиты сварочной дуги и наплавленного металла применяются защитные газы. Защитный газ, обтекая зону дуги, защищает её от окружающей среды. При отсутствии специальных защитных мер химический состав и механические свойства наплавленного металла резко ухудшаются. Теплотой дуги расплавляется основной и присадочный металл. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует шов. Схема подачи защитного газа показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема подачи защитного газа в зону сварки: 1 — сопло; 2 — электрод; 3 — зона дуги; 4 — защитный газ; 5 — расплавленный металл сварочной ванны; 6 — свариваемое изделие

Сварка в среде защитных газов согласно AWS АЗ.О «Термины и определения» обозначается как GMAW — gas metal arc welding.

В качестве защитных газов применяют инертные (аргон и гелий) газы. Данный вид сварки обозначается как MIG (metal inert gas). А также активные (углекислый газ, водород, кислород и азот) газы или их смеси (Аг + Не, Аг + С02, Аг + 02, СОг + 02 и др.). Данный вид сварки обозначается как MAG (metal active gas). Выбор защитного газа зависит от свариваемого материала и применяемого электрода.

В инертных газах (аргоне, гелии) и их смесях сваривают нержавеющие, жаропрочные и другие стали, цветные металлы (титан, никель, медь, алюминий). Инертные газы не взаимодействуют с расплавленным металлом и его окислами, они только защищают зону дуги и жидкую сварочную ванну от кислорода и азота воздуха.

Сварка в инертных газах применяется в тех случаях, когда сварка другими методами дает худшие результаты или вообще не может быть использована.

Механизированная дуговая сварка в среде С02 плавящимся электродом относится к MAG сварке, получила широкое распространение в промышленности при сварке углеродистых, низколегированных и других сталей.

Наибольшее применение сварка в С02 нашла в судостроении, машиностроении, строительстве трубопроводов, при выполнении монтажных работ, изготовлении котлов и аппаратуры различного назначения и т.д.

  • — высокая производительность сварки, которая достигается вследствие хорошего использования тепла сварочной дуги;
  • — высокое качество сварных швов;
  • — возможность сварки в различных пространственных положениях с применением полуавтоматической и автоматической сварки;
  • — низкая стоимость защитного газа;
  • — возможность сварки на весу без подкладки.
  • — требуется менее квалифицированный персонал по сравнению с ручной сваркой.

Какие факторы влияют на степень окисления:

При сварке в среде СO2 под воздействием высокой температуры дуги молекулы СO2 диссоциируют полностью по реакции:

Читать еще:  Что относится к общедомовому имуществу в системе канализации

Поэтому при сварке в среде СO2 происходит окисление атомов элементов (С , Fe, Mn , Si и др.), содержащихся в электродной проволоке и в основном металле.

Выделение газообразной окиси углерода из жидкого металла вызывает «кипение» сварочной ванны и приводит к образованию пор.

Для повышения количества марганца и кремния в металле шва, уменьшающегося в результате угара, и подавления реакции окисления углерода при сварке в углекислом газе применяют электродную проволоку с повышенным содержанием марганца и кремния.

На степень окисления углерода, кремния и марганца при сварке в углекислом газе влияют: напряжение, величина и полярность сварочного тока, а также диаметр электродной проволоки. С повышением напряжения окисление увеличивается, а при возрастании сварочного тока и уменьшении диаметра проволоки (повышении плотности тока) — уменьшается. Сварка на постоянном токе обратной полярности дает меньшее окисление, чем на токе прямой полярности. При сварке проволокой диаметром 0,5 — 1,0 мм происходит значительно меньшее окисление элементов, чем при сварке проволокой больших диаметров. Поэтому более тонкая проволока обеспечивает получение плотных швов.

Борьба за качество сварного шва: автоматическая и механизированная сварка в среде защитных газов

Расплавленный высокотемпературный металл в сварочной ванне активно взаимодействует с газами из окружающей среды. В результате нежелательных химических реакций образуются:

Газы защитные против атмосферных

Один из способов решения этих проблем — создание искусственной прослойки в виде защитных газов между жидким металлом в сварном шве и окружающим воздухом. Инертные или активные газы через сварочные горелки плотной струей под давлением подают в зону сварного соединения. Они создают благоприятную среду для устойчивого горения электрической дуги и протекания под ее воздействием качественных металлургических процессов.

Невидимые защитники

Для этих целей ГОСТом 19521-74 предусмотрено применение:

Двуокись углерода

Газ СО2 (ГОСТ 8050-85) получил наибольшее распространение из-за невысокой стоимости (выделяется как побочный продукт при коксовании углей, обжиге известняка). Является активным. Оттесняя от сварочной ванны вредные газы из окружающей среды, сам способен вступить в химическую реакцию с металлом шва.

При высоких температурах в зоне дуги распадается на окись углерода и свободный кислород. Его нейтрализуют, используя сварочную проволоку или присадочный материал с повышенным содержанием марганца и кремния (ГОСТы 2246-70, 10543-98). Окислы этих элементов выходят на поверхность сплава в виде шлаков.

Сварку в среде углекислого газа применяют для соединения деталей из низколегированных и углеродистых сталей.

Аргон и гелий

Аргон (ГОСТ 10157-79) и гелий (ГОСТ 20461-75) — инертные газы. Они не взаимодействуют с жидким металлом в сварочной ванне.

Аргон, являясь более тяжелым по отношению к воздуху, создает плотную защиту от азота и кислорода из окружающей среды. Используется для получения высококачественных сварных швов углеродистых и высоколегированных сталей, а также для сварки цветных металлов и их сплавов.

Гелий применяется в тех же целях, что и аргон, но значительно реже из-за его высокой стоимости. Чаще используют в виде смеси с аргоном.

Азот и водород

Активные газы азот (ГОСТ 9293-74) и водород (ГОСТ 3022-70) применяются в высокотемпературных процессах с металлами, не вступающими с ними во взаимодействие.

Способы газоэлектрической сварки

Способы сварки в среде защитных газов определены ГОСТом 14771-76:

  • неплавящимися электродами без присадочного (ИН) и с присадочным металлом (ИНп) в инертных газах;
  • плавящимися электродами в СО2 (УП) и инертных газах (ИП).
  1. Металлические.
  2. Неметаллические.
Читать еще:  Чем чистить засоры в трубах канализации

Металлические — вольфрамовые (ГОСТ 23949-80). Используют для сварки сталей и цветных металлов на постоянном, переменном или импульсном (пульсирующим по заданной программе) токе.

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

Сварку с применением этих электродов называют TIG (английский) или WIG (немецкий вариант).

Неметаллические — угольные и графитовые. Применяют в основном для сварки меди, латуни, бронзы и чугуна.

Примерная стоимость угольных электродов на Яндекс.маркет

  • проволочные (сплошные и порошковые);
  • ленточные (сплошные и порошковые).

Если при сварке неплавящимися электродами для заполнения шва металлом в основном используют присадочный материал, то в случае плавящихся — присадкой служат сами электроды.

Содержание химических элементов в материале электрода и порошкового наполнения подбирают в соответствии с составом свариваемых деталей.

Плавящаяся стальная проволока для сварки в защитных газах (ГОСТ 2246-70) предназначена для работы с углеродистыми и низколегированными сталями. Проволочные электроды из цветных металлов (титана, меди, алюминия и сплавов на их основе), как более дорогие, используют, согласно технологическим картам для соединений аналогичных цветных металлов и их производных.

Технологические особенности и оборудование

Сварочные работы в среде защитных газов производятся:

  • полуавтоматами (ГОСТ 18130-79);
  • автоматами (ГОСТ 8213-75);
  • сварочными тракторами.

Газоэлектрическую сварку в среде СО2 осуществляют плавящимся электродом. Преимущественно — на постоянном токе (до 500А) с подключением электрода к плюсу, а свариваемых деталей — к минусу. Требования к источникам питания регламентирует ГОСТ 25616-83.

Сварка в среде аргона производится неплавящимися и плавящимися электродами как на постоянном, так и на переменном токе.

Для плавящихся электродов на постоянном токе, как и в предыдущем случае, используют обратную полярность.

При постоянном токе с вольфрамовым электродом на него подают минус, на детали — плюс. Применение прямой полярности позволяет поддерживать устойчивое горение дуги. Использование переменного тока для этой цели требует наличия стабилизаторов напряжения.

Помимо источника питания, в состав оборудования входят:

  • механизм подачи сварочной (присадочной) проволоки;
  • горелка;
  • баллон с газом;
  • измерительные приборы;
  • дополнительное вспомогательное оборудование.

Примерная стоимость баллона СО2 на Яндекс.маркет

Плюсы и минусы газоэлектрической сварки

К основным преимуществам относят:

  • повышение качественных характеристик металла шва;
  • возможность производить работы при любом положении сварных швов (в отличие от сыпучих флюсов);
  • высокая производительность (при механизации скорость достигает 120 м/час, а при автоматизации – 200 м/час);
  • отсутствие шлакового слоя, что позволяет зрительно контролировать процесс сварки;
  • применение для сварки цветных и тугоплавких металлов;
  • для производства высокоточных работ;
  • благодаря огромной номенклатуре выпускаемых полуавтоматов и автоматов, возможно использование как в промышленных масштабах, так и штучном производстве.

Минусы этого вида сварочных работ:

  • работа с газами требует повышенных мер техники безопасности;
  • высокая стоимость инертных газов.

Инспектору по сварке

Инспектор по сварке – это инспектор, который проводит контроль от хранения сварочных и основных материалов до контроля проведения неразрушающих испытаний на уже готовом сварном изделии. Я подготовил для Вас целую серию статей, в которых постарался вкратце изложить суть задачи инспектора по сварке. В данной статье познакомимся с классификацией основных способов сварки, с принципами основных способов электродуговой сварки плавлением и с международными кодами и аббревиатурами для основных процессов сварки.

Классификация основных способов сварки

Сварка является одним из процессов соединения материалов. Как указано ниже, все существующие способы сварки могут быть разделены на две основные группы:

  • сварку плавлением: газовая, электрическая дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная и др.;
  • сварку давлением: контактная, трением, диффузионная, ультразвуком и др.
Читать еще:  Отделка мансарды своими руками фото варианты отделки

Сварка плавлением осуществляется плавлением кромок соединяемых деталей и присадочного материала с образованием общей сварочной ванны. Сварное соединение образуется без внешних усилий.

Сварка давлением осуществляется посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями с применением внешних усилий.

Принципы основных способов электродуговой сварки плавлением

Электрическая дуговая сварка – источником тепла является электрическая дуга. К этому виду сварки относится: ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА), электродуговая сварка в среде защитных газов (МИГ/МАГ и ТИГ), электродуговая сварка под флюсом, плазменная сварка и другие способы сварки.

Газовая сварка — химический способ сварки плавлением, источником нагрева металла которой является тепловая энергия, получаемая в результате химического процесса сгорания газообразного (или парообразного) горючего в смеси с кислородом. Сварной шов формируется за счет основного и присадочного металлов, расплавленных газовым пламенем.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА). Источником нагрева металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется за счет расплавленного основного и электродного металлов.

Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитном газе (МИГ/МАГ). Источником нагрева металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется за счет расплавленного основного металла и металла электродной проволоки (сплошного сечения или порошковой).

Дуговая сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в инертном газе. Источником нагрева металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется либо только за счет расплавленного основного металла, либо также и за счет металла присадочной проволоки.

Международные коды и аббревиатура для основных процессов сварки

Виды (способы) сварки для металлов, согласно РД

РД — ручная дуговая сварка покрытыми электродами (111);

РДВ — ванная ручная дуговая сварка покрытыми электродами;

РАД — ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (141);

МАДП — механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом

МП — механизированная сварка плавящимся электродом в среде актив-

ных газов и смесях (135);

ААД — автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;

АПГ — автоматическая сварка плавящимся электродом в среде активных

ААДП — автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом;

АФ — автоматическая сварка под флюсом (12);

МФ — механизированная сварка под флюсом;

МФВ — ванная механизированная сварка под флюсом;

МПС — механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой

МПГ — механизированная сварка порошковой проволокой в среде актив-

МПСВ — ванная механизированная сварка самозащитной порошковой

МСОД — механизированная сварка открытой дугой легированной

П — плазменная сварка (15);

ЭШ — электрошлаковая сварка;

ЭЛ — электронно-лучевая сварка;

Г — газовая сварка (311);

РДН — ручная дуговая наплавка покрытыми электродами;

РАДН — ручная аргонодуговая наплавка;

ААДН — автоматическая аргонодуговая наплавка;

АФЛН — автоматическая наплавка ленточным электродом под флюсом;

АФПН — автоматическая наплавка проволочным электродом под флюсом.

КТС – контактно-точечная сварка;

КСС – контактная стыковая сварка сопротивлением;

КСО – контактная стыковая сварка оплавлением;

ВЧС – высокочастотная сварка;

Условные обозначения положений сварки:

Н1 (РА) — нижнее стыковое и в “лодочку”;

Н2 (РВ) — нижнее тавровое;

Г (РС) — горизонтальное;

П1 (РЕ) — потолочное стыковое;

П2 (PD) — потолочное тавровое;

В1 (PF) — вертикальное снизу вверх;

В2 (PG) — вертикальное сверху вниз;

Н45 (H-L045) — наклонное под углом 45 градусов.

Источники:

http://studwood.ru/1691762/tovarovedenie/mehanizirovannaya_svarka_srede_zaschitnyh_gazov
http://elsvarkin.ru/texnologiya/vidy/svarnoi-shov/
http://ndt-welding.com/inspektoru-po-svarke/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector