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

Механизированная сварка в среде защитных газов что это

Технология механизированной сварки в защитных газах и её особенности

Содержание:

Сварочное производство, как и другие технологии, придуманные человеком, не стоят на месте. Прогресс не умолим, если еще вчера сварочными работами занимались обычные люди, то сегодня сваривать умеют и умные машины, которые делают этот процесс намного быстрее. Если раньше сваривать можно было лишь небольшие поверхности, так как сила тока и технология сваривания не позволяла большего, то теперь благодаря механизации возможностей сваривания деталей стало намного больше. В данной статье постараемся вам рассказать об особенностях механизированной сварки в защитных газах, а также, что представляет собой сама технология механизированной сварки, каковы её достоинства и недостатки.

Механизированная сварка.

Если сравнивать способы механизированной и ручной дуговой сварки, то наиболее эффективным средством для производства сварочных швов является использование механизированной сварки. Этот тип сварки имеет много схожих особенностей с ручной сваркой. Сварщик сжимает в руке шланговый держатель с горелкой и точно направляет сварочный электрод на стык или в угол соединения между сварными поверхностями. Если необходимо, то сварщик может осуществлять разнообразные движения сварочным электродом, как обратно-поступательные вдоль шва, так и поперек. Пуск защитного газа на сварочную поверхность, включение/выключение питания, приведения в действие механизма аппарата подачи сварочного электрода задействуются только после нажатия пусковой кнопки сварщиком или же открытием вентиля газовой горелки. Механизация затрагивает лишь операции подачи проволоки и процесс начала и окончания сварки вместе с заваркой кратера.

Конструкция полуавтоматического сварочного аппарата. Особенности механизированной сварки.

Широкое применение механизированная сварка в углекислом газе получила при изготовлении сложных конструкций. Для обеспечения сварочного процесса данным способом используют специальные установки, которые состоят из блока питания с пунктом управления, автоматического механизма подачи электрода, катушки или же кассеты для сварочной проволоки, и еще основных компонентов – газовой трубки с аппаратурой и шлангового держателя со встроенной горелкой. Естественно, что данное описание оборудования слишком узко, так как полная «начинка» оборудования намного сложнее и включает в себя множество деталей и механизмов для обеспечения полуавтоматической сварки. Кроме того, шланговый держатель имеет крепления для сварочного кабеля, спирали для подачи сварочной проволоки, газовой трубки и провода управления. Для экономии пространства и обеспечения техники безопасности эти коммуникации скреплены в общий пакет длиной до 3 метров. На рисунке 2 показана схема расположения оборудования для механизированной сварки при напольной установке в цехе.

Для того, чтобы перемещать тяжелую катушку или кассету со сварочной проволокой разработчики, как правило, её размещают на консоли полуавтоматической установки. Провода и газовая трубка идут в общем шланге – рукаве. Коммуникации сварочного аппарата проходят по трубчатой консоли по специальному технологическому отверстию и затем присоединены к постам обеспечения между ногами стойки к направляющему листу. Такая конструкция позволяет сварщику отдаляться от сварочного агрегата с держателем на расстояние до 10 метров. Кроме этого, в больших цехах используют сварочные полуавтоматы, которые имеют в своей конструкции встроенные шасси либо устанавливают аппарат на монтажную тележку, в которую помещают кассету и прочие коммуникации. Но, к сожалению, такой способ не очень распространен, так как возникает большая сложность в перемещении аппаратуры сварочного аппарата и ненадежности сварочного процесса, вследствие слабой среды защитных газов.

Технология механизированной сварки в защитных газах имеет свои плюсы по сравнению с ручной дуговой сваркой, но в отношении с автоматизированной сваркой имеет недочеты. Если ручной дуговой сваркой сварщик не сможет варить большие объёмы металлов и достаточно проваривать толстые металлы, то механизированная сварка в углекислом газе облегчает этот процесс. Кроме того, не нужно менять электроды, так как автоматическая катушка подаёт сварочную проволоку. Но, к сожалению, газовую горелку сварщик должен перемещать вручную, а в автоматизированной сварке и данный процесс управляется механизмом.

Технология и режимы механизированной сварки в среде защитных газов

При сварке судостроительных сталей в качестве защитного газа применяют углекислый газ (СО2). Механизированную сварку можно осуществлять тонкой электродной проволокой (dэ = 0,8 – 1,8мм) во всех пространственных положениях с использованием полуавтоматов типа А-547Р, ПДПГ-300, «Гранит», «Нева». Сварку проводят с применением сварочной проволоки марок Св-08ГС или Св-08Г2С.

Подготовку кромок при сварке проволокой dэ = т0,8 – 1,2 мм производят как для РДС, т.е. по ГОСТ РФ 5264-69, а при сварке проволокой dэ = 1,6 – 2,0 мм, как для сварки в защитных газах, т.е. по ГОСТ РФ 14771-69. Ориентировочные рекомендации по выбору режимов сварки приведены в [ ].

Технология сварки меди и её сплавов.Медь на судостроительных заводах сваривали угольным электродом или с помощью газового пламени. Если завод располагал соответствующими установками, для сварки меди предпочитают использовать метод аргонно-дуговой сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом. Основное осложнение при сварке меди связано с высокой её теплопроводностью, низкими механическими свойствами при высоких температурах и интенсивным окислением и засорением сварочной ванны закисью меди (Сu2О). Закись меди в смеси с медью залегает ме6жду зёрнами основного металла, образуя хрупкие прослойки, по которым и происходит разрушение; сварное соединение становится склонным к трещинообразованию. Процесс сварки может быть осложнён также и тем, что расплавленная медь хорошо растворяет газы. В процессе поглощения расплавленной медью водорода и окиси углерода, находящихся в восстановительной зоне газового пламени или в зоне угольной дуги, в сварочной ванне могут происходить различные реакции – водород активно растворяется не только в жидкой, но и в твёрдой меди. При наличии в твёрдой меди участков Сu2О, диффузионно-подвижный водород реагирует с ней. Образовавшийся водяной пар скапливается, создавая давление, которое и приводит к образованию многочисленных трещин.

Читать еще:  Что нужно для автономного водоснабжения дома

Наиболее просто и легко медь сваривают аргонно-дуговой сваркой. При этом требуется тщательная очистка кромок и присадочного металла и применения чистого аргона. Сварку ведут на постоянном токе при прямой полярности. Присадка – бронза типа Бр. Х-0,3 или Бр. КМц-3-1. Во избежание растекания металла сварочной ванны, сварку ведут на графитовой подкладке без перерывов со скоростью не меньше 0,25 м/мин. Для газовой сварки применяют горелки с большим расходом ацетилена – 150-200 л/ч на 1 мм толщины листа. Медь также можно сваривать специальными электродами «Комсомолец».

Сварка латуней и бронз. При сварке латуней основные затруднения связаны с выгоранием цинка, так как температура плавления латуней обычно лежит в пределах 800-950 о С, а цинк плавится при 419 о С и кипит при 906 о С. Часть цинка испаряется в виде паров металла и в воздухе окисляется, образуя ядовитые пары ZnО; В шве количество цинка уменьшается и образуются пустоты (поры).

Затруднения при сварке оловянистых бронз связаны с выгоранием олова и образованием двуокиси олова (SnО2), с повышением хрупкости таких бронз при нагреве, а при сварке алюминиевых бронз – с образованием тугоплавких окислов алюминия (Аl2О3). Кремнистые бронзы свариваются легко.

Как латуни, так и бронзы можно сваривать газовой и электродуговой сваркой (угольные и металлические электроды). Сварку латуней и бронз следует вести с подогревом особенно начальных участков шва (до 200 – 300 о С), что ускоряет процесс и позволяет обеспечить скорость, превышающую 0,25 м/мин. Сварку производят с применением флюса на основе буры и борной кислоты. Газовую сварку латуни выполняют окислительным пламенем (О22H2 о С), который, образуясь на поверхности сварочной ванны, препятствует сплавлению, а также может засорять металл шва и резко снижать прочность соединения. Кроме того, алюминий имеет значительную ус адку (7%) и малую прочность при повышении температуры выше 450 о С, вследствие чего расплавленный алюминий в районе шва может «провалиться» под влиянием собственного веса. Контролировать же нагрев алюминия трудно, так как он не меняет своего цвета. Поэтому иногда под шов рекомендуют подкладывать фиксирующую планку. Из-за высокой теплопроводности алюминия сварку обычно ведут с предварительным подогревом металла в начале шва (100-150 о С). Свариваемые кромки перед сваркой тщательно очищают от плёнки окислов механическим способом и обезжиривают содовым раствором.

Дуговую сварку ведут на постоянном токе: при угольных электродах на прямой полярности, а пари металлических – на обратной полярности. Институт электросварки им. Патона разработал способ автоматической сварки алюминиевых сплавов под слоем флюса АН-А1, в состав которого входят КСl и Nа3АlF6.

Сварку ведут автоматами электродной проволокой диаметром 1-5 мм марки АМг6, при силе тока 300-600А и напряжении на дуге 34-48 В.

Наиболее универсальным способом сварки алюминия и его сплавов является способ аргонно-дуговой сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом, либо плавящимся электродом (проволока того же состава, что и основной металл). Сварку производят плавящимся электродом (проволокой) на постоянном токе при обратной полярности. При аргонно-дуговой сварке необходимо также производить тщательную зачистку свариваемых кромок деталей. В качестве защитного газа следует применять чистый аргон марок А и Б. Полуавтоматическую и ручную сварку в среде аргона плавящимся и неплавящимся электродами можно производить в любом пространственном положении. Для судостроения рекомендуются автоматы и полуавтоматы АДПГ, ПДА-300, ПШП-10 и др. Режимы сварки плавящимся электродом в среде аргона рекомендуется выбирать по таблицам работы [4].

Технология сварки титана и его сплавов.Лёгкие, высокопрочные и коррозионностойкие сплавы титана всё шире начинают применять в судостроении.

С точки зрения сварки для титана характерна очень высокая химическая активность; так при нагреве, начиная с температуры 400 о С, а особенно интенсивно от 600 0 С, металл активно реагирует со всеми газами, кроме инертных, при температуре плавления металл активно растворяет многие газы, включая азот, водород, пары воды, окись и двуокись углерода и т.п. и реагирует с ними. В тоже время наличие небольших включений указанных газов, существенно снижает механические свойства металла и, в частности, резко ухудшает пластические свойства. Доброкачественное сварное соединение можно получить только при условии, если ограничить содержание в шве примесей азота, кислорода, водорода и углерода, обеспечив надёжную защиту сварочной ванны, металла шва и ЗТВ инертными газами (аргон, гелий), с которыми титан не вступает во взаимодействие.

Читать еще:  Бетонная лестница своими руками на крыльцо фото

В ряде случаев пригодность титана для сварки предварительно оценивают по величине расчётной твёрдости НВ, определяя её по эмпирической формуле

НВ = 40 + 310√ Оэ , 7.8.

Где Оэ – эквивалентное содержание кислорода.

Его, в свою очередь, определяют по формуле

Где О2, N2, C — процентное содержание в титане соответственно кислорода, азота и углерода.

В том случае, если НВ 0 С) не только с лицевой поверхности свариваемых листов, но и с обратной стороны шва (сварка с обратным поддувом газа). Практически это осуществляется с помощью горелок, имеющих специальные «приставки» для дополнительной подачи защитного газа и дополнительную трубную подкладку для подачи защитного газа с обратной стороны. Длина приставки на грелках может достигать 400-500 мм. В качестве защитного газа могут быть использованы аргон или гелий (Рис.7.4.)

В институте электросварки им. Патона был разработан процесс автоматической сварки под флюсом и ЭШС титана. Рекомендовано использовать бескислородные флюсы АН-Т1 и АН-Т2. Сварку титана под флюсом производят на обычном оборудовании, на постоянном токе (обратная полярность). На некоторых судостроительных предприятиях сварку конструкций из титана производят в специальных камерах, заполненных аргоном, соблюдая при этом все меры техники безопасности и охраны труда работающих.

Сварка разнородных материалов.При сварке разнородных материалов возникают определённые трудности:

1. При большом различии в температурах плавления (момент достижения одним материалом Тпл, другой материал находится в твёрдом состоянии);

2. Различия в коэффициентах линейного расширения α у свариваемых материалов вызывают повышенные термические напряжения;

3. Различия теплопроводности и теплоёмкости ведёт к изменению температурных полей и плюс условий кристаллизации металла шва;

4. Резкое различие в электромагнитных свойствах ведёт к неудовлетворительному формированию шва;

5. Наличие окисных плёнок, наличие различных включений в металле шва;

Решающее значение на процесс получения сварного соединения оказывает металлургическая совместимость, т.е. взаимная растворимость соединяемых металлов и в жидком и в твёрдом состоянии.

Существуют различные способы сварки разнородных материалов на примере сварки стали с медью и её сплавами (латунь, бронза):

— соединение разнородных металлов в твёрдом состоянии – сварка давлением (холодная, прессовая, трением, диффузионная, УЗС, взрывом и др.);

— соединение сваркой плавлением и наплавкой – дуговой способ (сварка в защитных газах, под флюсом, плазменно-дуговая, ЭШС, лазерная и др.);

— контактная сварка – машины типа МТП-К1;

— диффузионная сварка в вакууме;

— сварка и наплавка трением – станки типа МСТ-23, МСТ – 2001.

Сварка пластмасс.В машиностроении в настоящее время используется 1/3 всех выпускаемых в РФ полимерных материалов (подшипники скольжения, зубчатые и червячные колёса, детали тормозных устройств, кузова автомобилей, катера, яхты, протезы и др. медицинское оборудование). Вот некоторые достоинства полимеров:

— малый удельный вес ( 1 – 1,6 г/см 3 );

— не подвержены электрохимической коррозии;

— высокая удельная прочность;

— плохо проводят тепло и др.

Наличие вот таких свойств, приводит к определённым трудностям при сварке пластмасс:

1. Длительная выдержка при высоких температурах вызывает термическое разложение пластмасс (деструкция);

2. Многие пластмассы ( ПМ) не имеют чётко выраженной температуры плавления;

Методы сварки пластмасс:

а) сварка газовыми теплоносителями – применяют присадочные прутки диаметром 2, 3 и 4 мм. (более пластифицированы, чем основной материал); используют электрические горелки с напряжением меньше 36 в., а также газовые горелки типа ГГП-1-56 ( Т 0 С выхода газов ≈ 300 0 С);

б) сварка нагретыми инструментами ( установки типа МСП-4);

в) сварка трением;

д) ультразвуковая сварка ( установки типа УПТ-14, УПК-15 и др.);

е) ядерная сварка ( состоит в облучении пластмасс потоком нейтронов – слой лития или бора облучают нейтронами).

Охрана труда при проведении сварочных работ.При сварке, а также при газопламенной обработке имеются профессиональные опасности и вредности, а также источники возможного травматизма, действие которых необходимо учитывать при организации работ. Все рабочие должны быть тщательно проинструктированы безопасным методам выполнения работ. Приводим специфические источники опасности при электрической сварке.

Источники электрического тока.Кожный покров человека, в особенности в сухом состоянии, оказывает значительное сопротивление прохождению тока. Расчётное сопротивление человека – 1000 Ом. Безопасным для жизни, вызывающим болезненное ощущение считается ток 0,03 – 0,05 А. Следовательно предельным безопасным напряжением можно считать: Uпред = I R = 0,05 · 1000 = 50 В.

Однако при влажной коже сопротивление резко снижается и даже при таком напряжении ток, протекающий через тело человека, может превысить безопасную величину.

Токоведущие части оборудования – кабели и ручки электрододержателей должны быть изолированы.

Для электросварочных установок напряжение холостого хода (Uхх) допускается до 80 В. Обязательно установки должны быть заземлены.

Читать еще:  Водопровод от скважины в дом канализация

Нагретый металл, капли и брызги металла. Одежда сварщика должна быть из плотной негорючей ткани, не имеющей складок, открытых карманов или разрезов, куда могли бы попасть брызги и расплавленные капли. При сварке обязательное ношение головного убора и плотных брезентовых рукавиц. Вблизи сварки не должно быть горючих материалов, красок, стружки или баллонов с газами (ацетилен, кислород и др.).

Пыль и вредные газы.Образуются при горении дуги и расплавлении металла, которые могут попасть в организм человека. Главным средством борьбы с запылённостью при сварке является устройство вытяжной вентиляции – общеобменной и местной.

Лучистая энергия, выделяемая дугой.В спектре её содержаться инфракрасные видимые и ультрафиолетовые лучи. Яркость света сварочной дуги превышает в 16000 раз максимальную яркость допускаемую для незащищённого глаза. Поэтому при сварке необходимо пользоваться стеклянным светофильтром с очень малой прозрачностью.

Охрана труда работающего персонала является важной обязанностью руководителей сварочного производства.

37.120.192.53 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

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:

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.

Источники:

http://stalevarim.ru/pub/tehnologiya-mehanizirovannoy-svarki-v-zaschitnyh-gazah-i-ee-osobe/
http://studopedia.ru/1_125749_tehnologiya-i-rezhimi-mehanizirovannoy-svarki-v-srede-zashchitnih-gazov.html
http://studwood.ru/1691762/tovarovedenie/mehanizirovannaya_svarka_srede_zaschitnyh_gazov

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector
×
×
×
×