Примененние дуговой сварки в газовой среде. Сварка в защитных газах
Сварка в среде защитных газов
Обычная классическая электрическая сварка вместе с газовой очень долго являлась самым популярным методом соединения металлических деталей с помощью плавления. Однако технологии не стоят на месте, поэтому последние несколько десятилетий все сварщики все больше прибегают к альтернативным методам создания металлических конструкций. Отдельно стоит отметить сварку в среде защитных газов, эта разновидность была разработана в Советском Союзе в начале восьмидесятых годов прошлого столетия. Газы помогают обеспечить высокие характеристики прочности итогового результата, а также положительно влияют на внешний вид шва. Из-за своих преимуществ перед классическими видами сварки, эта получила достаточно большую область применения.
Как выполняется сварка в среде защитных газов?
Соединения деталей с применением газового облака основывается на обычной дуговой сварке. Электрическая дуга образуется при воздействии соединяемой детали с электродом. Отличается же данный метод сварки от обычного дугового тем, что в рабочей области сварщика создаётся небольшое защитное облако из газов (одного или нескольких). Задача облака заключается в том, чтобы ограждать место соединения от воздействия воздуха (азота, кислорода и т.д.), так как он негативно влияет на итоговые физические характеристики шва.
Благодаря использование данного облака шов получается химически чистым, то есть в его составе полностью отсутствуют компоненты, негативно влияющие на его прочность. Внешний вид шва практически идеален, его поверхность гладкая и не обладает никакими дефектами. Состав получается однородным. Своё название данный метод сварки получил за использование дуги – дуговая сварка в среде защитных газов.
Типы выполнения работ
Высокая популярность этого метода сварки, а также широкая область применения, обусловлена не только преимуществами перед классическими видами сварки, но и её универсальностью. Выполнить сварку в защитном газовом облаке можно несколькими различными способами. Помимо этого, этот метод можно применять как на производстве, так и в бытовых условиях. Для того чтобы сварить что-либо данным методом, не обязательно обладать огромным количеством опыта за плечами, достаточно иметь базовые понятия, которые без проблем можно найти в специализированной легкодоступной литературе. Сварка в среде защитных газов может выполняться тремя методами:
- полностью автоматический способ – в этом типе все манипуляции выполняются без участия человеческого фактора;
- полуавтоматика – процесс происходит под руководством сварщика, присадочные материалы поступают в рабочую область в автоматическом режиме;
- механический способ – абсолютно все операции выполняет исключительно сварщик.
Газы, применяемые для создания защитного облака
Защитное облако может создаваться как из одного газа, так и из их смесей. Самыми распространёнными являются:
- Инертные газы с одноатомной структурой. Они никак не взаимодействуют с соединяемыми деталями. Наиболее часто используемыми газами в данной категории являются аргон и гелий. Структура используемого газа строго контролируется государственным стандартом нашей страны. Если во время выполнения процесса сваривания соблюдается банальная стандартная техника безопасности, в этом случае газы никоим образом не влияют на человеческий организм и окружающую среду.
- Активные газы, с двухатомным строением. В отличие от первого вида, вещества в данной категории, в процессе сварки взаимодействует с соединяемыми деталями, из-за этого выполнять сварку с их использованием необходимо только высококвалифицированному специалисту, так как они являются взрывоопасными. Самыми распространёнными двухатомными газами являются: углекислый газ, азот и водород.
- Смеси нескольких газов. Чаще всего это аргон и ещё что-то. Важно учитывать, что смесь должна иметь строгое процентное соотношение, значения которого может варьироваться в зависимости от конкретного газа.
В домашних условиях самым распространённым подвидом является сварка с помощью аргона или же углекислого газа. Их популярность можно объяснить лёгкой доступностью, относительной простотой в использовании и свойствами, которые они придают сварочному шву. Другие же газы по отношению к этим обладают некоторыми преимуществами, но и их стоимость гораздо выше. Например, использования гелия позволит получить сварочный шов повышенного качества, а азот и водород требует тщательного подбора исходного материала, так как металлов, с которым они могут взаимодействовать достаточно много.
Типы защитного облака
- Сварка в специализированной камере, в этом случае обеспечивается полная защищённость свариваемого металла. Чаще всего этот способ используются на больших производствах, так как в быту достаточно сложно создать нужные условия.
- Под влиянием газа находится только сварочная область в ванне, обеспечивается эта защита с помощью местных камер.
- Применения горелки с постоянным обдувом. Струйная защита является самой популярной, так как данный способ является самым удобным и доступным.
Классификация
Если базироваться на основных физических явлениях, в этом случае дуговая сварка в среде защитных газов делится на две разновидности, а именно использовании либо плавящихся расходных материалов, либо нет.
Использования неплавящегося расходного материала. В этом случае электрод не используется в непосредственном создании шва, он является исключительно возбудителем сварочной дуги. Шов же создаётся с помощью присадочных материалов и кромок соединяемых деталей. Расход электродов объясняется воздействием высокого напряжения, под его влиянием расходный материал плавится или же испаряется. Данные электроды создаются из сплавов вольфрама и дополнительных веществ.
Другой же тип, заключается в плавлении электродов. В этом случае они становятся неотъемлемой частью шва. Электроды используются в качестве присадочной проволоки. Производятся они в соответствии с государственными стандартами или же металла, из которого создана свариваемая деталь.
Преимущества использования сварки в среде защитных газов
Использования данного метода сварки обладает рядом преимуществ над альтернативными способами соединения металлических деталей плавлением.
1. Сварная ванна, под влиянием газового облака, имеет большой уровень защиты.
2. Сварка в среде защитных газов происходит достаточно быстро, относительно других способов.
3. Весь процесс сварки полностью контролируемый.
4. Универсальность применения.
5. Высокий класс внешнего вида шва, нет необходимости выполнять зачистку после выполнения соединения.
6. Деформации различного рода, присущие дуговой сварке, сведены к минимуму.
7. Гладкая и ровная поверхность итогового шва.
Помимо всех вышеперечисленных качеств, сварка в среде защитных газов имеет и свою минусы использования. Конечно их не так много, можно выделить всего лишь два основных:
- высокая стоимость всего необходимого оборудования;
- высокие требования к работе, нужно контролировать защитное облако, чтобы оно не выветривалось и не подвергалось воздействию атмосферы.
В заключение
Чаще всего сварку в среде защитных газов используют в конструкциях, обладающих сложной структурой. Применение на автомобильной промышленности, создание трубопроводов и т.д. Защитное облако позволяет соединять как цветные, так и чёрные металлы. Причём детали не обязательно должны быть однородными. Данный метод сварки чаще всего используется в работе с нержавейкой, с титаном и алюминием. Важно знать, что каждый металл требует использования защитного облака, созданного из определённого газа.
svarkagid.com
Автоматическая сварка в среде защитных газов больших толщин
Упрощение технологии сваривания, которое не ведет к ухудшению качества, помогает сделать данный вид соединения металла еще более востребованным. Автоматическая сварка в среде защитных газов на данный момент является одним из основных вариантов серийного производства сварных изделий. Это вполне оправдано теми факторами, что автоматика позволяет достичь высокой производительности, скорости создания деталей и достойного качества. В то же время сама технология применения защитных газов становится гарантией качества, так как именно данный метод считается одним из самых надежных. Хотя себестоимость применения газовой защиты выше, чем у ручной дуговой сварки, она дает более надежное соединение. Особенно это проявляется во время работы с тонкими листами, цветными металлами и сложно свариваемыми сплавами.
Автоматическая сварка в среде защитных газов
Правильная настройка параметров автомата дает возможно исключить появление дефектов из-за человеческой неаккуратности. После подбора параметров, техника будет проводить сварку одинаково во всех случаях, что и требуется для серийного производства.
Область применения 
Автоматическая сварка в СО2 больших толщин, а также прочие ее разновидности используются преимущественно в промышленности. Для частного применения такие параметры оказываются невостребованными. Для серийного производства это незаменимая вещь, но для изготовления 1-2 деталей лучше воспользоваться обыкновенным ручным методом. Ремонт также невозможно привести с помощью этой технологии.
Цеха по производству металлоконструкций, предприятия занимающиеся выпуском металлических изделий и прочие сферы, основанные на серийном производстве, обязательно используют такую технику. Даже сложность работы с газом не останавливает ее развитие. Ведь здесь все сводится к подготовительным работам, которые должны выполняться на высоком уровне, благодаря чему и обеспечивается одинаковое качество для каждого изделия в партии.
Преимущества
Данная технология не зря получила широкое распространение в промышленности, так как она обладает рядом преимуществ:
- Высокая производительность процесса сварки, если речь идет о серийном производстве;
- Все делается одинаково по заданным настройкам, так что нет негативного человеческого фактора;
- Швы обладают высоким качеством, так как газ дает отличную защиту;
- Можно соединять сложно свариваемые, и даже разнородные металлы;
- Для обслуживания автомата не требуется большого количества людей.
Недостатки
В качестве недостатков стоит отметить следующие факторы:
- При ошибке в параметрах, брак распространится на всю серию изделий;
- Техника имеет ограниченный предел настроек, так что не все параметры можно подобрать;
- Стоимость оборудования делает данную технику недоступной для многих людей;
- Нет возможности создать шов в любом положении и с любыми параметрами, так как для этого система может не обладать достаточными параметрами, тогда как вручную это сделать намного проще.
Принцип работы и технология механизированной сварки
Автоматическая сварка в защитных газах проводится с использованием сварочной проволоки или электродов без покрытия использует два основных принципа действия. От электросварки здесь взято разогревание металла до состояния плавления при помощи электрической дуги. Для этого могут использоваться как плавкие, так и неплавкие электроды. Отсутствие покрытия компенсируется газовой оболочкой. Сам принцип сваривания практически не отличается от того, что используется в ручной сварке защитными газами.
Автоматическая сварка в защитных газах
Главным отличием является то, что установка обладает системой управления, которая помогает проводить все процедуры без участия человека. В ней имеется ряд параметров, которые нужно выставлять для создания соответствующего режима, а затем включается все на поток. Настройка является одним из самых сложных процессов, в данном деле.
«Важно!
Тут нужно четко придерживаться технологии, так как малейший недочет может привести к браку всей партии.»
Используемые защитные газы
В данной сфере может использоваться несколько разновидностей защитных газов, у каждого из которых есть свои свойства и особенности. Среди основных газов следует выделить такие:
- Аргон – создает высокий уровень защиты, но вреден для здоровья человека, а также обладает высокой стоимостью;
- Гелий – редко используется, но хорошо подходит для изделий с большой толщиной проварки;
- Углекислый газ – относительно дешевый и безопасный вариант, но годен преимущественно для углеродистых сталей средней толщины;
- Водород – данный вид газа не часто встречается в сварке, но для особых случаев его все же применяют.
Сварочные материалы и оборудования
В качестве основных сварочных материалов и используемого оборудования применяются следующие вещи:
- Сварочная проволока или электрод без покрытия;
- Неплавкий электрод;
- Горелка;
- Защитный газ;
- Автоматическая система для подачи заготовок и управления сварочными инструментами;
- Сварочная маска.
Оборудование для автоматической сварки в среде защитных газов
Техника безопасности
Чтобы процесс проходил максимально безопасно, необходимо проверить целостность шлангов, соединяющих горелку и источники газа. Также нужно проверить, чтобы ничего не травило, так как в ином случае будет опасность взрыва. Все настройки, ремонтные работы и прочие манипуляции проводятся только тогда, когда аппаратура отключена от сети. Во время процесса сварки запрещается вмешиваться в него.
Заключение
Автоматическая сварка выводится в особый разряд, так как эта технология стоит обособленно. Здесь не применяется человеческий труд непосредственно, так как основные манипуляции отводятся машине. Человеку нужно только следить за всем происходящим и задавать настройки. В то же время это повышает ответственность, так как по невнимательности можно создать такую ситуацию, когда вся партия изделий окажется непригодной для использования из-за имеющихся дефектов. В остальном это очень эффективный процесс.
svarkaipayka.ru
Сварка в среде защитных газов — Мегаобучалка
При сварке в среде защитных газов электрическая дуга и расплавленный металл сварочной ванны защищены от атмосферного воздуха оболочкой из защитного газа. Разновидности способа дуговой сварки в защитных газах приведена на рис.
Дуговая сварка в защитных газах может быть выполнена плавящимся и неплавящимся (вольфрамовым) электродами.
Для защиты сварочной ванны при сварке в инертных газах в основном применяют аргон и реже гелий, вследствие его высокой стоимости.
Аргон обеспечивает хорошее формирование швов при сварке сталей неплавящимся электродом и при сварке плавящимся электродом алюминия и его сплавов. Гелий в сравнении с аргоном обеспечивает лучшую устойчивость горения дуги и большую глубину проплавления основного металла.
Сварка в смеси аргона (65 %) с гелием (35 %) обеспечивает глубокое проплавление основного металла, хорошее формирование металла шва, снижает разбрызгивание. Общая стоимость защитного газа значительно ниже по сравнению со сваркой в чистом гелии.
Сварка плавящимся электродом в инертных газах не находит широкого применения вследствие повышенного порообразования в металле шва. Причины образования пор при сварке в инертных газах и их смесях следующие: повышенное содержание примесей в инертных газах; недостаточная защита расплавленного металла; повышенное содержание активных газов в основном металле и проволоке; недостаточное содержание элементов — раскислителей в сварочной проволоке; наличие влаги на поверхности свариваемых деталей и т. д.
В качестве активных газов при сварке используют углекислый газ и его смеси с кислородом.
Кислород снижает содержание углерода в металле шва до более низкого уровня. Избыток кислорода в защитном газе приводит к образованию пор в металле шва, а также даже при достаточном содержании элементов-раскислителей увеличивает содержание кислорода в металле шва, снижая его механические свойства.
Азот по отношению к цветным металлам является инертным газом. При сварке низкоуглеродистых и высокоуглеродистых сталей применение азота в качестве защитного газа приводит к наличию пор в сварном металле шва.
При сварке в инертных газах электродную проволоку применяют, как правило, того же химического состава, что и свариваемое изделие.
При сварке в углекислом газе используют проволоки с повышенным содержанием раскислителей и легирующих элементов.
Сварка производится на постоянном токе прямой полярности. В качестве присадочного металла используется проволока из меди Ml.
Электродуговая сварка в среде аргона.Сварка в инертных газах может выполняться плавящимся и неплавящимся электродами. Сварка неплавящимся электродом производится как с присадочной проволокой, так и без нее. Сварку по отбортовке и встык металла малой толщины выполняют без присадочной проволоки.
Аргонодуговую сварку применяют при изготовлении конструкций из жаропрочных и коррозионно-стойких сталей, цветных металлов и сплавов.
Аргонодуговую сварку неплавящимся электродом производят на постоянном токе прямой полярности и переменном токе.
Для сварки неплавящимся электродом применяют вольфрамовые электроды диаметром 0,8 — 8 мм по ТУ ВМ2 —529 —57 и лантанированные вольфрамовые электроды по ВТУ В Л № 24 — 5 — 62. Диаметр электрода рекомендуется выбирать в зависимости от защитного газа и силы тока.
При аргонодуговой сварке неплавящимся электродом высоколегированных сталей в качестве присадочного металла применяют электродные проволоки того же химического состава, что и основной металл. Сварка производится на постоянном токе прямой полярности.
Сварку алюминиевых и магниевых сплавов выполняют на переменном токе в целях разрушения окисной пленки.
Сварку титана и его сплавов, циркония, молибдена, тантала и других активных металлов рекомендуется выполнять на постоянном токе прямой полярности.
Принцип сварки с защитой гелия аналогичен принципу аргонодуговой сварки.
Техника ручной аргонодуговой сварки имеет свои особенности и выполняется без колебательных движений горелки в связи с возможностью нарушения защиты зоны сварки. Угол между осью горелки и плоскостью изделия составляет 75 — 80°. Угол между присадочным материалом и изделием соответственно 15 — 20°. Режим при сварке неплавящимся электродом выбирают в зависимости от толщины и химического состава свариваемого изделия. Для сварки неплавящимся электродом применяют специальные горелки.
Для ручной сварки алюминиевых сплавов применяются отечественные установки УДГ-300, УДГ-500 и др.
Сварка в углекислом газе. Сущность способа сварки в углекислом газе заключается в том, что электрическая дуга и расплавленный металл защищены от влияния кислорода и азота зоной защитного газа. Сварка в углекислом газе выполняется плавящимся электродами. Особенность сварки плавящимся электродом заключается в применении электродных проволок с повышенным содержанием элементов раскислителей (марганца, кремния и др.), компенсирующих их выгорание в зоне сварки.
Перед сваркой проволоку обезжиривают или очищают с помощью специальных абразивных устройств или металлической щеткой.
Техника сварки. Направленное движение сварочной горелки относительно сварного соединения, угол наклона горелки и расстояние от сопла до свариваемого изделия — все это объединяет понятие «техника сварки».
Характер движения горелки относительно сварного соединения находится в прямой зависимости от вида соединения, числа слоев и положения шва в пространстве.
Назначение движения горелки не только формировать шов заданных размеров, формы и сплавления электродного металла с основным, но и оказывать влияние на улучшение структуры металла шва. Особенно это должно учитываться при сварке высоколегированных сталей и сплавов, склонных к закалке.
Схема движения и размеры колебаний горелки при полуавтоматической сварке стыковых швов показаны на рис.
megaobuchalka.ru
Сварка в среде защитных газов
Соединение металла сваркой в среде газа
Дуговая сварка в защитных газах
Принцип действия
Сварка в защитных газах базируется на дуговом варианте, при котором электрическая дуга, вызывающая плавление свариваемых материалов, образуется от взаимодействия поверхности металла и электрода. Отличием от стандартного дугового процесса является введение в зону плавления (в сварную ванночку) защитных газов (одного или смеси), которые вытесняют из нее составляющие воздуха: кислород, азот и другие газы, отрицательно влияющие на параметры соединения и качество шва.
В защитных газах происходит максимально чистое соединение без примесей. Шов получается однородным, гладким и полностью соответствует показателям, которых требует ГОСТ. Толщина свариваемых поверхностей варьируется от десятых долей миллиметров и до десятков. Используемая в качестве главного элемента дуга дала второе название этому способу соединения металлов – дуговая сварка в защитных газах.
Варианты выполнения работ
Широкое применение сварка с использованием защитных газов приобрела не только благодаря высоким показателям, но и ввиду своей универсальности: она может выполняться несколькими способами, в зависимости от назначения конструкции, ее габаритов, материалов и зоны применения: бытовая или производственная. Технология сварки в защитных газах подразделяется на три категории.
- Автоматический способ: с использованием специальной робототехники без участия специалиста.
- Полуавтоматический способ: используются определенное устройство для равномерной подачи присадочного материала с участием в процессе работы сварщика.
- Ручной способ: все операции проводятся сварщиком.
Автоматическая сваривание деталей
Используемые газы
Сварка в защитных газах производится с применением нескольких их разновидностей.
- Одноатомные, инертные газы, не взаимодействующие с металлами: аргон, гелий. Чистоту и показатели газов контролирует ГОСТ. Не представляют опасности при соблюдении элементарной техники безопасности.
- Активные двухатомные газы, взаимодействующие с металлами: азот, водород, углекислый газ. Ввиду взрывоопасности требуют повышенной осторожности при использовании.
- Смеси газов: в основном смесь аргона с другими газами в процентном соотношении.
Наиболее распространена сварка в среде аргона и углекислого газа (особенно в бытовом применении), что объясняется физическими свойствами этих защитных газов и их доступностью. Гелий позволяет получать лучшее качество шва, но слишком дорогой для обычного применения и используется для самых тонких металлов на предприятиях. Азот и водород используются ограниченно, ввиду взаимодействия с большинством металлов. Типы соединений регламентирует ГОСТ.
Варианты защиты
Различается три варианта подачи защитных газов в зону сварки.
- Полная защита свариваемого объекта в специальной камере с атмосферным контролем. Особенно актуальна в серийном производстве для объектов со сложными швами.
- Защита конкретно зоны сварочной ванны посредством местных камер.
- Струйная защита сварочной зоны постоянным обдувом с использованием горелки с длинным соплом, которую перемещают вдоль ванны и остывающих частей шва. Самый распространенный вариант на стройках и в бытовом применении, благодаря удобству исполнения и доступности оборудования.
Классификация
На базе основных физических явлений технология сварки в защитных газах классифицируется по двум признакам:
- Сварка неплавящимся электродом: в процессе расплавления соединяемых металлов в защитных газах материал электрода не становится элементом соединения, он служит исключительно для возбуждения дуги. Шов образуется посредством плавления кромок свариваемого металла и присадки. Расход электрода вызван испарением или оплавлением при избыточных показателях тока. Изготавливаются неплавящиеся электроды из вольфрама с присадками.
- Сварка плавящимся электродом: в процессе расплавления соединяемых металлов в защитных газах электродный материал тоже плавится и становится элементом шва. Плавящиеся электроды могут использоваться в качестве присадочной проволоки, если выпущены по ГОСТ 2246–70 или из соответствующего свариваемым металла.
Сварка плавящимся электродом в газовой среде
Достоинства
Процесс сварки в защитных газах предпочтительнее других способов благодаря массе положительных моментов.
- Эффективная защита сварной ванны (особенно в инертных защитных газах).
- Темпы работ. Скорость выше в несколько раз относительно дугового способа соединения.
- Контроль. Можно напрямую следить за дугой и ванной.
- Универсальность. Технология сварки допускает работу в любых плоскостях.
- Чистота шва. Отсутствует необходимость зачистки при выполнении нескольких слоев. При этом полностью соблюдается ГОСТ.
- Узконаправленное термическое воздействие. Возникающие в процессе сварки деформации сведены к минимуму.
- Диапазон применения. Возможность соединения металлов различной толщины: от самых тонких металлов до нескольких сантиметров.
- Декоративность. Получаемые швы отличаются хорошим внешним видом (гладкие, ровные).
Недостатки
Не бывает в мире совершенства, даже такая положительная сварка имеет отрицательные стороны.
- Дороговизна. Технология предусматривает наличие специального газового оборудования, и газов, что увеличивает себестоимость работ.
- Требовательность. Сварка с применением защитных газов сама нуждается в организации защитных приспособлений, чтобы летучие газы не выдувались атмосферным воздействием (при работе на открытой местности). В закрытых помещениях данный фактор менее важен.
Применение
Способ сварки в среде защитных газов применяют для сложных конструкций с повышенными требованиями к прочности и выносливости. Соединение всевозможных трубопроводов, деталей автомобилей, в промышленности и подобное. Сваривают цветные и черные металлы и их сплавы. Наиболее востребована способ соединения алюминия, нержавеющей стали, магния, циркония, титана и их сплавов. При этом используются определенные газы для определенных металлов.
Инертные газы: соединение быстро окисляющихся металлов и сплавов алюминия, титана, магния, высоколегированных хромоникелевых и никелевых сплавов.
Углекислый газ: соединение легированных и углеродистых сталей.
Азот: соединение меди.
Смесь аргона с водородом (5 – 10%): магний, алюминий.
zavarimne.ru
Что такое сварка в среде защитных газов
Дуговое сваривание в защитных газах можно производить в инертных и активных газах. В данном случае следует отдавать предпочтение автоматической и полуавтоматической сварке, что обеспечивает наилучшее качество швов и высокую производительность процесса.
Формирование сварочного шва улучшается при сваривании конструкционных сталей с применением смеси газов гелия и аргона. Это позволяет избежать пористости в шве и улучшить устойчивость горения дуги при сварке на переменном токе, дополнительно вводится небольшое количество кислорода – приблизительно 1%.
При сваривании в среде защитных газов легированных конструкционных сталей в некоторых случаях наблюдается пористость в швах, которая вызывается повышенным содержанием газов. В данном случае бороться с пористостью можно с помощью подбора сварочной проволоки, сварочных режимов, защитных газов и других мероприятий, которые повышают технологические качества процесса.
Для того чтобы сформировать сварной шов без выступающего проплава, который действует как концентратор напряжения в месте перехода к основному металлу, в сварных соединениях сталей высокой прочности, сваривание рекомендуется производить вольфрамовыми электродами в аргоне в потолочном положении с защитой обратной стороны металла шва.
Неплавящимися электродами рекомендуется производить сваривание изделий из металла толщиной не более 4 – 5 миллиметров. Сваривание плавящимися электродами можно применять при изготовлении изделий из материалов толщиной 1 и более миллиметров. Материал толщиной более 2 мм следует сваривать автоматической аргонодуговой сваркой вольфрамовым неплавящимся электродом без использования присадки или присадочной проволоки. В данном случае целесообразным является сварка импульсной дугой. При большей толщине сваривание производится с использованием присадки.
Если необходимо, сваривание на весу рекомендуется производить аргонодуговой сваркой переменным током повышенной или промышленной частоты. Сваривание неплавящимися электродами производится без скоса кромок в один проход для толщины 2,5 – 4,0 миллиметра на переменном токе промышленной частоты, а для толщины 1 – 2,5 мм на токе повышенной частоты.
Сваривание неплавящимися электродами на постоянном токе требуется производить в два провода. Если толщина металла составляет от 1 до 3 миллиметров, то можно производить сваривание без разделки кромок, а если больше, то с разделкой. При сваривании без разделки кромок первый проход осуществляется без присадки. Проплав будет иметь вогнутую поверхность, поэтому следует сменить присадку при сваривании обеих слоев. При свободном доступе к шву со стороны проплавляемой стороны возможно сваривание с двух сторон без использования присадок. Режим сваривания следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла, которая влияет на многие показатели прочности и долговечности будущей конструкции.
3g-svarka.ru
Дуговая сварка в защитных газах: технология, расход, ГОСТ
Одним из самых широко используемых в машиностроении методов выполнения сварки плавлением на сегодняшний день является сварка в защитных газах.
Данная технология отличается наличием целого ряда существенных преимуществ, которые позволяют обеспечивать более высокий качественный уровень производственных процессов.
Дуговая сварка в защитных газах: основные преимущества
- Важнейшим показателем эффективности использования любого технологической операции всегда является её качество. В данном случае обеспечивается высокое качество соединения при работе с самыми разными металлами и их сплавами вне зависимости от пространственного положения детали.
- В работу может быть взята заготовка, толщина которой составляет от десятой доли до нескольких десятков миллиметров.
- При выполнении работ всегда имеется возможность визуального контроля сварочной дуги и ванной, процесса образования сварочного шва (что особенно актуально, когда речь идёт о полуавтоматической сварке в защитном газе).
- Образуется достаточно узкая зона термического воздействия в сравнении с другими технологиями.
- В случае выполнения многослойной сварки нет необходимости в зачистке шва.
- Использование методики сварки в защитных газах позволяет повысить производительность выполнения работ как минимум в 2,5 раза в сравнении с выполнением аналогичной операции с применением ручной дуговой сварки с электродами. Свою роль в этом играет и тот факт, что при использовании данной технологии отсутствует необходимость в выполнении засыпки или удалении флюса, уборке шлака.
Технология сварки в среде защитных газов
Суть методики заключается в том, что в процессе работы в зону дуги происходит непрерывная подача защитного газа, который выполняет функцию защитной среды, не допускающей непосредственного контакта между расплавленным металлом и атмосферным воздухом, процессов азотирования и окисления.
Защитные газы
Практикуется широкое использование в машиностроительной отрасли нескольких видов такой сварки.
В качестве защитного материала при этом может быть использован:
- Инертный газ (гелий, аргон), который не взаимодействует с материалом в процессе сварки.
- Нейтральный газ (водород, азот).
- Сварочный углекислый газ чистотой 99,5%.
Именно применяемый в процессе сварки газ становится определяющим для физических, технологических и металлургических характеристик соединения. Для сварки используются как моно-, так и многокомпонентные смеси различных газов, каждая из которых обладает своими уникальными характеристиками и возможностями в решении технологических задач. Но одними из наиболее распространённых стали аргон, гелий и их смеси.
Аргон тяжелее воздуха, поэтому всегда очень надёжно защищает и зону сварки, и дугу от атмосферных влияний. Этот газ обеспечивает устойчивое горение электрической дуги. Важной особенностью использования аргона при работе с алюминиевыми сплавами становится то, что на токе обратной полярности (постоянном или переменном) на поверхности заготовки происходит разрушение окисной плёнки. Именно этот газ активно используется при необходимости сварки деталей выполненных из цветного металла (меди, алюминия, магниевого сплава, титана, циркония).
Гелий отличается тем, что он в 10 раз легче воздуха, что становится основной причиной того, что расход защитного газа при сварке будет на 40% выше в сравнении с применением аргона для выполнения аналогичной технологической операции. Но с другой стороны гелий имеет и большую проплавляющую способность за счёт более высокой тепловой мощности газа. Самостоятельно этот газ используется не очень часто, в большинстве случаев он смешивается с аргоном, что позволяет в результате получить в едином веществе все преимущества обоих веществ.
Их соотношение подбирается в индивидуальном порядке. Так, к примеру, существует закономерность: чем тоньше свариваемые детали, тем выше должно быть содержание гелия в используемом при этом защитном газе.
Важно подобрать оптимальное соотношение, так как в противном случае будет страдать качество выполнения шва. Если гелия будет слишком много, будет более выражено разбрызгивание, увеличится ширина шва, глубина проникновения.
Согласно ГОСТ, сварка в защитных газах с применением смеси аргона и гелия производится только при соотношении веществ, в котором Не больше 20%, так как только в этом случае можно гарантировать стабильность электрической дуги в процессе сварки.
Технология выполнения
Защитный газ для сварки полуавтоматом или автоматом подаётся струёй из сопла горелки, размер и конструкция которого имеет огромное значение для качества полученной местной защиты. Также имеет значение расход газа, расстояние между срезом сопла и поверхностью заготовки. При этом в процессе выполнения работ важно учитывать, что максимально эффективная защита металла гарантируется только в ядре потока (его максимальная длина может быть обеспечена только в случае ламинарного истечения из сопла газа). Для того, чтобы повысить качество струйной защиты внутрь сопла устанавливаются специальные пористые материалы, которые обеспечивают более равномерный поток газа на выходе.
Технология и режимы сварки в защитных газах зависят в первую очередь от таких параметров как:
- Сварочное напряжение.
- Сила, полярность и род тока.
- Диаметр и скорость подачи проволоки.
- Расход и состав газа.
- Скорость выполнения сварочных работ.
- Колебания, наклон и вылет электрода.
Также существуют принципиальные различия между тем, как происходит сварка в защитных газах с применением плавящихся и неплавящихся электродов.
Автоматические и полуавтоматические сварочные установки
В состав установки, на которой выполняется сварка в среде защитных газов, входит:
- Сварочный полуавтомат или автомат.
- Источник тока.
- Баллоны с газом.
- Набор газоэлектрических горелок, рассчитанных на токи различной величины, с водяным или воздушным охлаждением.
- Очиститель.
Полуавтоматическая сварка в защитном газе выполняется с использованием неплавящихся электродов и специальных шланговых полуавтоматов. Особенностью выполнения таких работ становится перемещение сварочной головки вдоль сварного шва с опорой на присадочную проволоку сечением 1-2 мм.
Автоматическая сварка может выполняться как с использованием плавящихся, так и неплавящихся электродов. Для таких работ разработаны специальные автоматы, их головка закрепляется на вращающейся консоли. Таким образом обеспечивается возможность работы сразу на нескольких рабочих участках, которые расположены вокруг единой колонны.
steelguide.ru
Дуговая сварка в защитных газах
При сварке неплавящимся электродом на переменном токе сочетаются преимущества дуги на прямой и обратной полярностях. Для повышения эффективности и устойчивости процессов питание дуги переменным током осуществляют от специальных источников тока. Сварку в аргоне плавящимся электродом выполняют на автоматах или в виде механизированного варианта. Нормальное протекание процессов и хорошее формирование шва достигается при высоких плотностях тока (100 А/мм2 и более), при этом перенос расплавленного металла с электрода становится мелкокапельным или струйным, обеспечивается глубокое проплавление основного металла, формирование плотного шва с ровной и чистой поверхностью и разбрызгивание в допустимых пределах. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. В данном случае дуга горит устойчиво, так как ее электрические свойства в значительной мере определяются наличием ионизированных атомов металла электрода в столбе дуги. Дуговая сварка в углекислом газе. Сварку в углекислом газе выполняют только плавящимся электродом на повышенных плотностях постоянного тока обратной полярности. Такой режим обусловлен теми же особенностями переноса электродного металла и формирования шва, которые свойственны сварке плавящимся электродом в аргоне. При использовании СО2 в качестве защитного газа необходимо учитывать металлургические особенности процесса сварки, связанные с окислительным действием СО2. При высоких температурах сварочной дуги С02 диссоциирует на СО и атомарный кислород О, который окисляет свариваемый металл и легирующие элементы. Окислительное действие кислорода нейтрализуется введением в проволоку дополнительного количества раскислителей марганца и кремния. Они восстанавливают железо из закиси FeО, а образующиеся окислы SiO2 и MnО всплывают на поверхность сварочной ванны и переходят в шлак. Поэтому для сварки в СО2 углеродистых и низколегированных сталей применяют сварочную проволоку с повышенным содержанием этих элементов (Св-10ГС, Св-08Г2С). Сварка в углекислом газе в ряде случаев рентабельнее ручной дуговой и некоторых видов сварки под флюсом. Она обладает высокой производительностью, большой проплавляющей способностью, малой токсичностью и низкой себестоимостью. Кроме статьи "Дуговая сварка в защитных газах" смотрите также:
nanolife.info
