сварочное оборудование

СПОСОБ И ПРЕИМУЩЕСТВА СВАРКИ



Сварка в защитных газах является одним из вариантов дуго­вой сварки. При этом способе в зону сварочной дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмо­сферного воздуха, окисления и азотирования атмосферным азотом.



Сварка в защитных газах отличается следующими преиму­ществами:



   1. высокая производительность (в 2-3 раза выше обыч­ной дуговой сварки);

   2. возможность сварки в любых простран­ственных положениях,

   3. хорошая защита зоны сварки от кисло­рода и азота атмосферы,

   4. отсутствие необходимости очистки шва от шлаков и зачистки шва при многослойной сварке;

   5. малая зона термического влияния;

   6. относительно малые деформации изделий (относительно);

   7.  возможность наблюдения за процессом формирования шва;

   8. до­ступность механизации и автоматизации.



Сварка в защитных газах  имеет сложности:



   1. необходимость принятия мер, предотвращающих сдувание струи защитного газа в процессе сварки,

   2. применение газовой аппаратуры, а в некото­рых случаях и применение относительно дорогих защитных газов.



Разновидности сварки в защитном газе: в инертных одноатомных газах (аргон, гелий), в нейтральных двухатомных газах (азот, водород), в углекислом газе. В практи­ке наиболее широкое применение получили аргонодуговая сварка и сварка в углекислом газе. Инертный газ — гелий — приме­няется редко ввиду его большой стоимости. Чаще применяются смеси газов на его основе.



Способ защиты сварочной ванны с помощью однокомпонентных газов (двуокись углерода или аргон) в сложных случаях не удовлетворяет требованиям качества и производительности. Поэтому для повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций применяются многокомпонентные газовые смесей на основе аргона, гелия и др..



Изменяя состав газовой смеси можно изменять свойства шва и сварного соединения. Преимущества процесса сварки в газовых смесях на основе аргона проявляется в том, что возможен струйный и управляемый процесс сварки. Эти изменения сварочной дуги – эффективный способ управления ее производительности, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами сварочного шва, а также величиной проплавления основного металла.



Сварочные газовые смеси и область их применения:



Процентное содержание того или иного газа в смеси принимается исходя из толщины свариваемого металла, степени его легирования и требований, предъявляемых к сварочным соединениям в зависимости от условий эксплуатации готового изделия. Области применения различных газовых смесей при сварке плавящимся электродом различны, режимы сварки настраиваются соответственно.



Защитные газовые смеси для сварки неплавящимся вольфрамовым электродом.



Сварочная газовая смесь, состоящая из 30% гелия (He) и 70% аргона (Ar) дает более эффективный нагрев, чем просто аргон. Повышается проплавление и скорость сварки. Поверхность шва ровная и, следовательно, меньшее расход сварочной проволоки!



Сварочная  газовая смесь, состоящая из 50% гелия (He) и 50% аргона (Ar) подходит для сварки материалов большой толщины;



Инертная газовая смесь, состоящая из 70% гелия (He) и 30% аргона (Ar), применяется для сварки тонких  металлов, понижает пористость сварного шва, увеличивает скорость .

Сварка неплавящимся электродом с использованием газовых сварочных смесей на основе инертных газов применяется в основном для соединения цветных металлов и/или легированных сталей.

Сварка в  водороде и азоте имеет ограни­ченное применение, так как водород и азот в зоне дуги распадаются на атомы и активно взаимодействуют с большинством металлов, вызывая изменения в свойствах и надежности сварочного шва соответственно!.

Сварка в углекислом газе, благодаря его дешевизне, получила большое применение при изготовлении и монтаже различных строительных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей.

Углекислый газ, подаваемый в зону дуги, не является нейт­ральным, так как под действием высокой температуры он распадается на оксид углерода и свободный кислород. При этом происходит частичное 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). Шов получается без пор, с хорошими механическими свойствами.

Сварку в защитных газах 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 применяются при массовом и крупносерийном производствах, сварных конструкций с прямо­линейными швами, на конвейерах.



Сварка в защитных газах производится как неплавящимся, так и плавящимся электродом. Неплавящиеся электроды служат только для возбуждения и поддержания горения дуги. Для за­полнения разделки кромок в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутков или проволоки. Применяются неплавя­щиеся электроды: вольфрамовые, угольные и графитовые. Вольфрамовые электроды изготовляют из проволоки марки ВТ-15 диаметром 0,8-6 мм, содержащей 1,5...2,0 % диоксида тория (WT). 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 -WL). Лантан 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.



Наиболее употребительные марки и диаметры вольфрамовых электродов в современной сварке приведен ниже



Электрод вольфрамовый ВЛ 1,6; 2мм



Электрод вольфрамовый ВЛ 3мм



Электрод вольфрамовый ВЛ 4; 5 мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø1,0х175мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø1,6х175мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø2,0х175мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø2,4х175мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø3,0х175мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø3,2х175мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø4,0х175мм



Электрод вольф. (WCe; WT; WL; WP; WZ) 20; Ø4,8х175мм



Угольные и графитовые электроды применяют редко, так как они не обеспечивают достаточно устойчивое горение дуги и сварной шов получается пористым и с темным налетом. Плавящиеся электроды приме­няют в виде соответствующей сварочной или порошковой про­волок.



 



ЗАЩИТНЫЕ ГАЗЫ ДЛЯ СВАРКИ



Аргон — одноатомный инертный газ без цвета и запаха, тяже­лее воздуха. Получают аргон из воздуха, где его содержится 0,935 % (по объему). Аргон поставляется по ГОСТ 10157—79 двух сортов: высшего и первого. Высший сорт содержит 99,992 % аргона, не более 0,006 % азота и не более 0,0007 % кислорода. Первый сорт содержит аргона 99,987 %, азота — до 0,01% и кислорода — не более 0,002 %. Аргон поставляется и тран­спортируется для использования в газообразном виде в баллонах типа А (ГОСТ 949—73) под давлением 15 МПа. Баллоны окра­шены в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью «Аргон чистый».



Аргон применяют при сварке ответственных сварных швов и при сварке высоколегированных сталей, титана, алюминия, маг­ния и их сплавов.



Гелий — одноатомный инертный газ без цвета и запаха. Газо­образный гелий производится по ГОСТ 20461—75 двух сортов: гелий высокой чистоты (99,985 % гелия) и гелий технический (99,8 % гелия).



Транспортируется и поставляется в баллонах типа А при максимальном давлении 15 МПа. Баллоны окрашены в корич­невый цвет белой надписью «Гелий». Гелий используют так же, как аргон, но значительно реже ввиду дефицитности и высокой стоимости.



Углекислый газ С02 (ГОСТ 8050—85) не имеет цвета и запаха. Получают его из газообразных продуктов сгорания антрацита или кокса, при обжиге известняка и т. д. Поставляется в сжиженном (жидком) состоянии в баллоне типа А вместимостью 40 л, в кото­рый при максимальном давлении 7,5 МПа вмещается 25 кг угле­кислоты (при испарении образуется около 12750 л газа). Для це­лей сварки используют сварочную углекислоту. Чистота углекисло­ты первого сорта должна быть не менее 99,5 %, а высшего сорта — 99,8 %. Баллоны с углекислотой окрашивают в черный цвет с желтой надписью «СО2 сварочный». Применяется при сварке низкоуглеродистых и некоторых конструкционных и специальных сталей.



Для снижения влажности углекислого газа рекомендуется 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.



ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТЫ сварочные ДЛЯ СВАРКИ В ЗАЩИТНОМ ГАЗЕ



Аргонодугрвая сварка неплавящимся или плавящимся элект­родом" производится на постоянном и переменном токе. Уста­новка для ручной сварки постоянным током состоит из сварочного генератора постоянного тока или свароч­ного выпрямителя /, балластного реостата 2, газоэлектрической горелки 3, баллона с газом, редуктора и контрольных приборов (амперметра, вольтметра и расходомера газа).



Щеточником питания дуги служат сварочные генераторы по­стоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней харак­теристикой.



Для регулирования и получения малых значений сварочного тока и повышения устойчивости горения дуги в сварочную цепь включают балластные реостаты.



Газоэлектрические горелки бывают различной конструкции. Наибольшее применение получила горелка  Р марки ГДС 160 для сварки током до 160 А, ГДС 500 (до 500 А) и ГДС 80 (до 80 А).  



Электрододержатель типа ГДС 160 представлен на рис.. Он состоит из корпуса 1, сменного наконечника 2, рукоятки с устройством включения подачи газа 3 и газотокоподводящего 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 160 А. Расход аргона составляет 120- 360 л/ч, в зависимости от режима сварки. Масса горелки с газотокопроводящим кабелем — около 3 кг.



Для сварки аргоном приме­няют также горелки типов ГДС-160 (160А; АС/DC) 5м; 2,8кг, РГНА 1-160 (160А; АС/DC); ØØ1,0-3,0мм; кнопка, РГНА 1-160.01 (160А;АС/DC); ØØ1,0-3,0мм; вентиль, РГА-150 (150А); вод. охлаж. АГНИ-03М (200А/DC; 160A/AC), краник газа, 1 ось АГНИ-03/04 (180А/DC; 150A/AC), краник газа, 1 ось АГНИ-03/07М (180А/DC; 150A/AC), краник газа, 2 оси АГНИ-03/07Му (180А/DC; 150A/AC), краник газа, 2 оси АГНИ-07М (315А/DC; 250A/AC), краник газа;  с водяным охлаждением, АГНИ-07Му (315А/DC; 250A/AC), краник газа;  с водяным охлаждением, АГНИ-12М (200А/DC; 160A/AC), ) 4м; 1 ось; 0,23кг АГНИ-12М (200А/DC; 160A/AC), ) 8м; 1 ось; 0,23кг АГНИ-13М (315А/DC; 250A/AC), 1 ось;  с водяным охлаждением, АГНИ-13М у (315А/DC; 250A/AC), усил., 1 ось;  с водяным охлаждением, АГНИ-14М (180А/DC; 150A/AC), ) 4м; 1 ось; 0,19кг АГНИ-16М (180А/DC; 150A/AC), 4м; 2 оси; кнопка АГНИ-17М (315А/DC; 250A/AC), 4м; 2 оси; с водяным охлаждением, АГНИ-17М (315А/DC; 250A/AC), 8м; 2 оси;  с водяным охлаждением, АГНИ-17М у (315А/DC; 250A/AC), усил., 2 оси;  Н2О,, АГНИ-22 (100А/DC; 80A/AC); краник газа; шл. 2м АГНИ-24 (250А/DC; 200A/AC), 4м; 2 оси; кнопка, РГНА 2-315 (315А; АС/DC); ØØ1,0-3,0мм;  Н2О,, АГНИ-25 (500А/DC; 400A/AC); 1 ось;ØØ4-6мм;  с водяным охлаждением, ГДС-500 (500А; АС/DC); 3,3кг;  Н2О,, SR 9V (110A/DC;95A/AC) 4м; ØØ0,5-1,6мм, Freetig 17 (140А/DC;125A/AC) 4м; ØØ0,5 - 2,4мм  б/к Freetig 17F (140А/DC;125A/AC) 4м; ØØ0,5 - 2,4мм; гибкая SRT 17 Binzel (140А/DC;125A/AC) 4м; ØØ0,5-2,4мм SRT 17 Binzel (140А/DC;125A/AC) 8м; ØØ0,5-2,4мм SRT 17V FOXWELD (140А/DC;125A/AC) 4м; ØØ0,5-2,4мм,  Abitig 17V Binzel (140А/DC;125A/AC) 4м; ØØ0,5-2,4мм SR 17  (140А/DC;125A/AC) 4м; ØØ0,5-2,4мм SR-17V "BRIMA" (140А/DC;125A/AC); 4м Sintig 17 (140А/DC;125A/AC) 8м;ØØ0,5-4мм  б/к SR-18V "BRIMA" (320А/DC;240A/AC) 4м; ØØ0,5-4мм;  с водяным охлаждением, SRT 18 Binzel (320А/DC;240A/AC) 4м; ØØ0,5-4мм; с водяным охлаждением, SRT 18 Binzel (320А/DC;240A/AC) 8м; ØØ0,5-4мм; с водяным охлаждением, SRT 18SC Binzel (320А/DC;240A/AC) 4м; ØØ0,5-4мм; с водяным охлаждением.