Сварка в защитных газах - Сущность и преимущества

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 16:07

Просмотров: 51269

СВАРКА В ЗАЩИТНОМ ГАЗЕ

Сущность и преимущества сварки Сварка в защитном газе является одним из видов дуговой сварки. При этом виде сварки в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. Известны следующие разновидности сварки в защитном газе: в инертных одноатомных газах (аргон и гелий), в нейтральных двухатомных газах (азот, водород), в углекислом газе. В практике наиболее широкое применение получили аргонодуговая сварка и сварка в углекислом газе. Аргонодуговая сварка осуществляется в струе аргона, который, являясь инертным газом, не вступает во взаимодействие с расплавленным металлом сварочной ванны и предохраняет его от воздействия кислорода и азота воздуха. Инертный газ гелий применяется очень редко ввиду его большой стоимости. Сварка в двухатомных газах (атомноводородная и сварка в струе азота) имеет ограниченное применение, так как водород и азот в зоне дуги диссоциируют на атомы (Н2 Н + Н; N2 ЬЦ N + N) и в таком состоянии активно взаимодействуют с большинством металлов. Сварка в углекислом газе получила широкое применение при изготовлении и монтаже различных строительных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Этот способ разработан в Центральном научно-исследовательском институте технологии машиностроения (ЦНИИТмаш). Углекислый газ, подаваемый в зону дуги, не является нейтральным, так как под действием высокой температуры он диссоциирует на окись углерода и свободный кислород (СО2 СО + О). При этом происходит некоторое окисление расплавленного металла сварочной ванны и, как следствие, металл шва получается пористым с низкими механическими свойствами. Для уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих примесей (марганца, кремния). При этом получается беспористый шов с хорошими механическими свойствами. Сварку в защитном газе можно осуществлять вручную, полуавтоматически и автоматически. Ручная сварка применяется при соединении кромок изделий толщиной до 25...30 мм и при выполнении коротких и криволинейных швов. Полуавтоматическая и автоматическая сварка применяется при массовом и крупносерийном производстве сварных конструкций с прямолинейными швами большой протяженности. Сварка производится как неплавящимся, так и плавящимся электродами. Неплавящиеся электроды служат только для возбуждения и поддержания горения дуги. Для заполнения разделки свариваемых кромок в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутков или проволоки. Применяются неплавящиеся электроды: вольфрамовые, угольные и графитовые. Для изготовления вольфрамовых электродов применяется проволока марки ВТ-15 диаметром от 0,8 до 6 мм, содержащая 1,5...2,0% двуокиси тория. Торий способствует более легкому возбуждению и устойчивому горению дуги. Однако торий является радиоактивным веществом и его применение сопряжено с соблюдением специальных санитарных правил. Для сварки алюминия и его сплавов успешно применяют электроды из проволоки марки ВЛ-10 (вольфрам с присадкой лантана). Лантан значительно снижает расход вольфрама и повышает устойчивость горения дуги. Расход вольфрама при сварке незначителен и составляет при сварочном токе 300...400 А около 0,05...0,06 г на метр сварного шва. Угольные и графитовые электроды применяют редко (главным образом при сварке легированных сталей), так как они не обеспечивают достаточно устойчивое горение дуги и сварной шов получается пористым с темным налетом. Плавящиеся электроды применяют в виде сварочной проволоки, изготовленной из металла, по химическому составу сходного со свариваемым металлом. Преимущества сварки в защитном газе заключаются в следующем! хорошая защита зоны сварки от воздействия кислорода и азота воздуха; хорошие механические качества сварного шва; высокая производительность процесса сварки, достигающая при ручной сварке до 50...60 м/ч, а при автоматической сварке до 200 м/ч и более; отсутствие необходимости применения флюсов и последующей очистки шва от шлаков; возможность наблюдения за процессом формирования сварного шва; малая зона термического влияния; возможность полной механизации и автоматизации процесса сварки. Оборудование и аппаратура для ручной и механизированной сварки

Аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом производится на постоянном и переменном токе. Схема сварочной цепи при постоянном токе представлена на рис. 70. Установка для ручной сварки постоянным током состоит из сварочного генератора 1 постоянного тока, балластного реостата 2, газоэлектрической горелки 3, баллона с газом, редуктора и контрольных приборов (амперметра, вольтметра и расходомера газа). Источником питания дуги служат сварочные генераторы постоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней характеристикой типа ПСГ-350, ПСГ-500, АЗД-7-5/Э0. Балластный реостат РБ-300 или РБ-200 включается в сварочную цепь для регулирования и получения малых значений сварочного тока и повышения устойчивости горения дуги. Газоэлектрические горелки бывают различной конструкции. В практике наибольшее применение получила горелка типа ЭЗР конструкции ВНИИ автогенмаша. Кироваканский завод автогенного машиностроения выпускает горелки ЭЗР-З-66 для сварки токами до 150 А, ЭЗР-4-68 (для токов до 500 А) и ЭЗР-5-71 (для токов до 80 А). Электрододержатель ЭЗР-З-66 представлен на рис. 71. Он состоит из корпуса /, сменного наконечника 2, рукоятки с устройством включения подачи газа 3 и газо-токоподводящего кабеля 4. Диаметр сопла сменных наконечников-8 и 10 мм. Они позволяют использовать электроды диаметром 1,5; 2 и 3 мм, рассчитанные на сварочные токи до 150 А. Расход аргона составляет от 120 до 360 л/ч. Масса горелки с газо-токопроводящим кабелем - около 3 кг. Для сварки при больших сварочных токах применяют также горелки типа АР-10 (большая), АР-7Б, АР-9, допускающие токи до 400...450 А и снабженные системой водяного охлаждения.? Установка для ручной сварки переменным током, схема которой представлена на рис. 72, состоит из источника питания дуги /, осциллятора 2, балластного реостата 3, газоэлектрической горелки 4, баллона с газом, редуктора и контрольных приборов (амперметра, вольтметра и расходомера газа). Источники питания должны иметь повышенное вторичное напряжение, чтобы обеспечить устойчивое горение дуги. Для этого в сварочную цепь включают два сварочных трансформатора с последовательно включенными вторичными обмотками или применяют трансформатор типа ТСДА с повышенным вторичным напряжением холостого хода. Осциллятор обеспечивает быстрое и легкое возбуждение и устойчивое горение дуги. Газоэлектрические горелки применяют типа ГРАД-200 и ГРАД-400, отличающиеся большой легкостью. Горелка ГРАД-200 массой 0,2 кг допускает сварочные токи до 200 А, а горелка ГРАД-400 массой 0,4 кг допускает токи до 400 А. Полуавтоматическая сварка неплавящимся электродом производится шланговым полуавтоматом типа ПШВ-1 (рис. 73, где 1 - сопло; 2 - вольфрамовый электрод; 3 - корпус; 4 - сварочная проволока; 5 - рукоятка; 6 - механизм подачи сварочной проволоки). Он предназначен для сварки металлов толщиной от 0,5 до 5 мм. Полуавтомат снабжен электродвигателем, который через редуктор и гибкий вал, проходящий по шлангу, приводит во вращение ролики, расположенные на газоэлектрической горелке. Ролики протягивают по шлангу присадочную проволоку и подают ее в зону дуги. Скорость подачи проволоки диаметром 1...2 мм устанавливается в пределах 5...50 м/ч. Сварку осуществляют постоянным током или переменным током с включением в сварочную цепь осциллятора. Полуавтомат позволяет выполнять сварку во всех пространственных положениях шва. Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом производится с помощью полуавтоматов типа ПШПА-6, ПШПА-7 и ПШП-9. Первые два типа предназначены для сварки электродной проволокой диаметром 1,6...2,5 мм при сварочном токе до 300 А, последний тип - для сварки металла малой толщины проволокой диаметром 0,5...1,2 мм при сварочных токах до 180 А. Комплект полуавтомата состоит из переносного пульта управления, механизма подачи электродной проволоки с кассетой и газоэлектрической горелки в виде пистолета. Электродная проволока вытягивается из кассеты по шлангу роликами, расположенными в пистолете. Ролики вращаются электродвигателем через редуктор с помощью гибкого привода. Пистолет полуавтомата ПШПА-7, представленный на рис. 74, предназначен для сварки многослойных деталей из алюминия, магния и их сплавов с толщиной кромок до 100.. 150 мм. Для предохранения от перегрева пистолет имеет водяное охлаждение. На рисунке: 1 - сопло; 2 - механизм подачи проволоки; 3 - шланг для подачи проволоки; 4 - шланг для подвода-аргона; 5 - провода управления; 6 - рукоятка.