Сварка в защитных газах - Защитные газы

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 16:07

Просмотров: 51270

Аргон - одноатомный инертный газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха. Получают аргон из воздуха, где его содержится 0,935% (по объему). Аргон поставляется промышленностью по ГОСТ 10157-73 трех сортов: высший, первый и второй сорт. Высший сорт содержит 99,988% аргона, не более 0,008% азота и не более 0,001% кислорода. Первый сорт содержит аргона 99,98%, азота-до 0,01 % и кислорода - не более 0,003%. Второй сорт поставляют с содержанием аргона 99,95%. азота не более 0,04%, а кислорода не более 0,005%. Аргон поставляется и транспортируется для использования в газообразном виде в баллонах типа А (ГОСТ 949-73) под давлением 15 МПа (150 кгс/см2). Баллоны окрашены в серый цвет с зеленой полосой и надписью «Ар¬гон чистый» зеленого цвета. Аргон применяют при сварке ответственных сварных швов и высоколегированных сталей, титана, алюминия, магния и их сплавов. Гелий - одноатомный инертный газ без цвета и запаха. Газообразный гелий производится по межреспубликанским техническим условиям МРТ 51-77-66 двух сортов: гелий высокой чистоты (99,98% гелия) и гелий технический (99,8% гелия). Гелий транспортируется и поставляется в баллонах типа А при максимальном давлении 15 МПа , (150 кгс/см2). Баллоны окрашены в коричневый цвет с надписью «Гелий» белого цвета. Гелий используют так же как аргон, но значительно реже ввиду его дефицитности и высокой стоимости. Углекислый газ С02 не имеет цвета и запаха. Получают его из газообразных продуктов сгорания антрацита или кокса, при обжиге известняка и т. д. Поставляется углекислый газ в сжиженном (жидком) состоянии в баллоне типа А вместимостью 40 л, в который при максимальном давлении 7,5 МПа (75 кгс/см2) вмещается 25 кг углекислоты (при испарении образуется около 12 750 л газа). Для целей сварки используют сварочную углекислоту (ГОСТ 8050-76) «Углекислый газ сжиженный»). Чистота углекислоты первого сорта должна быть не менее 99,5% при влажности не более 0,178 г/м3. Углекислота второго сорта имеет чистоту 99,0% и содержит влаги 0,515 г/м3. Баллоны с углекислотой окрашивают в черный цвет с желтой надписью «С02 сварочный». Применяется при сварке низкоуглеродистых и некоторых конструкционных и специальных сталей. Рекомендуется для снижения влажности углекислого газа установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10... 15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва. Кроме того, при выходе из баллона от резкого расширения происходит снижение температуры углекислоты, и влага, отлагаясь в редукторе, забивает каналы и даже полностью закрывает выход газа. Для предупреждения замерзания влаги между баллоном и редуктором устанавливают электрический подогреватель. Окончательное удаление влаги после редуктора производится специальным осушителем, наполненным прокаленным медным купоросом, хромистым кальцием или другим осушительным веществом. Технология аргонодуговой сварки Аргонодуговая сварка может производиться постоянным и переменным током. При сварке постоянным током прямой полярности, неплавящимся электродом дуга горит устойчиво, обеспечивая хорошее формирование шва. При токе обратной полярности устойчивость процесса значительно снижается, вольфрамовый электрод перегревается, что приводит к необходимости уменьшить величину сварочного тока. Вследствие этого производительность процесса снижается. При автоматической и полуавтоматической сварке плавящимся электродом применяется постоянный ток обратной полярности, при которой обеспечивается высокая производительность процесса. Кроме того, при сварке алюминия, магния и их сплавов происходит мощная бомбардировка поверхности сварочной ванны положительными ионами, что наряду с процессом катодного распыления приводит к разрушению пленки окислов алюминия и магния, облегчая процесс качественной сварки без применения флюсов. При сварке переменным током неплавящимся электродом необходимо, чтобы источник тока имел более высокое напряжение холостого хода. Это обеспечивает устойчивое горение дуги и стабилизирует пр¬цесс сварки. Однако в связи с ограничением величины напряжения тока по условиям безопасности применяют ток допускаемого напряжения, на который накладывается ток высокой частоты, для чего в Огарочную цепь включают осциллятор. При сварке переменным током происходит частичное выпрямление тока вследствие различной электронной эмиссии вольфрамового электрода и сварного соединения. В периоды, когда вольфрамовый электрод является катодом, электронная эмиссия имеет большую интенсивность, проводимость дугового промежутка повышается, а напряжение на дуге понижается. Вследствие этого увеличивается значение сварочного тока. В периоды, когда катодом является сварное соединение, электронная эмиссия менее интересна, в результате чего величина сварочного тока уменьшаете ввиду этого появляется некоторая составляющая постоянного тока, что приводит к уменьшению тепловой мощности дуги, значительно затрудняет разрушение окисной пленки при сварке алюминиевых и магниевых сплавов и тем самым способствует образованию поверхностных и внутренних дефектов. Поэтому при сварке переменным током принимают меры по устранению или снижению составляющей постоянного тока. Для этой цели в сварочную цепь включают последовательно конденсаторную батарею емкостью 100 мкФ на каждый ампер сварочного тока или аккумуляторную батарею (положительный полюс батареи присоединяют к электроду). Применяется также последовательнее включение в сварочную цепь активного сопротивления, но такая мера снижает устойчивость горения дуги и поэтому при такой схеме сварочной цепи приходится использовать источники питания дуги с повышенным напряжением холостого хода до 90... 120 В. Возбуждение дуги при ручной сварке неплавящимся электродом производят на угольной или графитовой пластинке. При этом возникшей дугой некоторое время разогревают электрод, а затем быстро переносят дугу в начало разделки кромок. При сварке переменным током возбуждение дуги осуществляют с помощью осциллятора без коротка о замыкания электрода на сварное соединение. При полуавтоматической автоматической сварке возбуждение дуги производят путем касания электродной проволокой вводной планки, которую устанавливают для предупреждения дефекта в начале сварного шва. Аргонодуговой сваркой можно выполнять швы стыковых, тавровых и угловых соединений. При толщине листов до 2,5 мм рекомендуется сварку производить с отбортовкой кромок. При малой величине зазора порядка 0,1 ...0,5 мм можно сваривать тонколистовой материал толщиной от 0,4 до 4 мм без отбортовки и разделки кромок. При этом чем меньше толщина свариваемых встык листов, тем меньше допустимый зазор. Листы толщиной 4... 12 мм сваривают встык с V-образной разделкой кромок при угле разделки 50...709. Допустимый зазор в стыке составляет не более 1,0 мм. Расход аргона должен обеспечить надежную защиту электрода и металла сварочной ванны от воздействия воздуха. При этом следует учитывать конфигурацию свариваемого изделия, чтобы при экономном расходовании газа создать хорошую защиту шва. Рекомендуются следующие соотношения:

Перед началом сварки следует продуть шланг и горелку небольшой порцией аргона. Возбуждение дуги следует производить, спустя 3...4 с после подачи аргона в горелку. Струя аргона должна защищать не только сварочную ванну, но и обратную сторону шва. Если доступ к обратной стороне шва затруднен, то применяют подкладки или флюсовую подушку. Ручную сварку листов малой толщины производят левым способом, при котором горелка перемещается по шву справа налево. Листы большой толщины (более 12 мм) сваривают правым способом, т. е. горелку ведут слева направо. Ось мундштука горелки при сварке тонких листов (толщиной до 4 мм) должна составлять с поверхностью свариваемых листов 75...80°. Присадочный пруток вводится в зону дуги под углом 10...15° к поверхности свариваемых листов, т. е. почти перпендикулярно к оси мундштука горелки. При сварке листов большей толщины ось мундштука горелки располагают почти перпендикулярно к поверхности свариваемых листов. Длина дуги при аргонодуговой сварке небольшая и составляет 1,5...2,5 мм при длине выступающего вольфрамового электрода в пределах 6... 12 мм. Дугу следует гасить, постепенно увеличивая дуговой промежуток. Подачу аргона в зону дуги следует прекратить лишь спустя 10... 15 с после гашения дуги, чтобы защитить металл шва от воздействия воздуха до его затвердевания. Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом производится при постоянной скорости подачи электродной проволоки независимо от напряжения дуги. Постоянство длины дуги поддерживается автоматическим саморегулированием. Электродная проволока применяется диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Листы толщиной до 5 мм соединяют стыковой сваркой без разделки кромок, а при толщине листов более 5 мм производится V-образная разделка шва с углом разделки 30...50°. Вылет электрода устанавливается в зависимости от диаметра электродной проволоки. Диаметр электродной проволоки, мм 0,5 0,8 1,0 1,6 2,0 Вылет электрода, мм .... 5...6 6...7 7...9 10...12 12...15 Минимальный ток, А .... 25...30 35...40 45...55 80...90 100...130 Величина сварочного тока оказывает влияние на характер переноса металла в шов. С увеличением сварочного тока капельный перенос металла электрода сменяется струйным и глубина проплавления увеличивается. Величина тока, при котором металл электрода начинает стекать в сварочную ванну в виде тонкой струи, называют критической величиной сварочного тока. Практика показала, что при сварке алюминиевых сплавов критический ток составляет 70 А на 1 мм2 сечения электродной проволоки, а при сварке сталей - от 60 до 120 А на 1 мм2 сечения проволоки. Свариваемые кромки перед сваркой тщательно очищают (на ширине 20...30 мм) от масла, влаги и окислов с помощью металлической щетки или шкурки. Кромки изделий из алюминия, магния и их сплавов подвергают травлению с последующей промывкой и сушкой.