Yoga-mgn.ru

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

Сварка плавящимся электродом в среде защитного газа. Оборудование

Оборудование для сварки в среде защитных газов

Один из способов защиты расплавленного металла шва от вредного действия газов атмосферы (кислорода, водорода, азота) — подача в зону сварки защитного газа (аргона или углекислого газа).

Сварка плавящимся электродом в аргоне применяется для специальных сталей, алюминиевых, магниевых, титановых сплавов и др. и позволяет обходиться без флюсов. Сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа — самый дешевый способ качественной дуговой сварки стали. Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в аргоне широко распространена для изделий из коррозионно- и жаростойких сталей, алюминиевых, медных, магниевых сплавов и активных металлов и производится также без флюсов.

Особенности сварки в защитных газах: большая производительность, высокая эффективность защиты металла шва, возможность наблюдения за сваркой, широкий диапазон свариваемых толщин (от десятых долей до десятков миллиметров); отсутствие флюсов и обмазок; возможность сварки в различных пространственных положениях; механизация и автоматизация. Сила тока обычно не превышает 600 А во избежание разбрызгивания расплавленного металла.

Источниками переменного тока для газоэлектрической сварки вольфрамовым электродом в среде аргона служат установки с крутопадающей характеристикой УДГ- 251-1. УДГ-501-1, включающие трансформатор, магнитный усилитель, устройство заварки кратера, батарею конденсаторов и возбудитель дуги. Применяют также установки универсальные для сварки на переменном (АС) и постоянном (DC) токе любых сплавов в непрерывном или пульсирующем режиме УДГУ-351 АС/ОС, УДГУ-501 АС и др.

Источники постоянного сварочного тока при газоэлектрической сварке — выпрямители с жесткой характеристикой для полуавтоматической сварки ВС-300БА, ВДГ-304 и др.; универсальные ВДУ-505. ВДУ-601, которые могут работать как с жесткой, так и с крутопадающей характеристикой и применяются для сварки стали плавящимся электродом в среде углекислого газа и ручной дуговой сварки штучными электродами, а также ВДУ-1202 и ВДУ-1602 — для сварки в газовой среде, под флюсом, открытой дугой и порошковой проволокой на автоматах с зависимой и независимой от напряжения дуги скоростью подачи электрода; многопостовые выпрямители ВДМ- 1001, ВДМ-1601, ВДМ-4х301— для ручной сварки ВМГ-5000— в основном для сварки в углекислом газе, а также ВДГИ-302 (для импульсной сварки).

Сварочные горелки — главный узел сварочного аппарата. С их помощью зажигается дуга и формируется струя защитного газа, закрепляется неплавящийся электрод или токоподводящий наконечник для направления подачи плавящегося электрода. При сварке на малых токах охлаждение горелок воздушное, на больших — водяное. Для ручной сварки неплавящимся электродом предназначены горелки ЭЗР, ГР, ГСН и др., для полуавтоматической сварки плавящимся электродом — унифицированные горелки серии ГДПГ, для автоматической сварки неплавящимся электродом — стандартные горелки моделей ГНА, для автоматической сварки плавящимся электродом — стандартные горелки ГПА.

Из полуавтоматов наибольшее распространение получили установки для сварки плавящимся электродом. В них защитный газ и сварочная проволока к горелке подаются по шлангу, сварочный ток, сигналы управления и охлаждающая вода — по гибким проводам и трубопроводам. Вдоль свариваемого стыка горелку перемещают вручную. Унифицированные полуавтоматы для сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа (ПДГ-300. ПДГ-602М, А547УМ. А1230М) представляют собой комбинации механизмов различных моделей: горелок, механизмов подачи, кассет, блоков управления. Модель ПДИ-304 предназначена для импульснодуговой сварки, обеспечивающей хорошее формирование шва.

При автоматической сварке дуга автоматически перемещается вдоль свариваемого стыка. Для сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа существуют автоматы тракторного типа АДГ-502 и АДГ-602. Для сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки — сварочные тракторы АДГ-506 и АДСВ-6. Первый предназначен для сварки прямолинейных и пространственных швов (горизонтальных, вертикальных, потолочных), перемещается по специальной направляющей ленте; второй — для продольных швов. Для сварки труб неплавящимся электродом служат переносные автоматы типов ОДА и ACT, трактор АДГ-301. К подвесным относятся модели АД-200, АД-201, к консольным — АРК-З-11рв. Колонна АРК-З может поворачиваться приводом на 360°. По направляющим колонны вверх и вниз перемещается самоходная каретка с консолью, которая может выдвигаться приводом и несет на себе сварочную головку. Установки содержат сварочное, механическое и вспомогательное оборудование. Имеются также портальные автоматы.

Кроме рассмотренных установок со струйной защитой имеются установки сварки в контролируемой среде УСКС, где сварка производится в герметичных камерах, заполненных инертным газом, обеспечивающих наилучшую защиту дуги. Сварщик в специальном костюме с устройствами жизнеобеспечения находится внутри камеры или, находясь снаружи, манипулирует горелкой и изделиями через герметичные мягкие вводы с резиновыми перчатками.

Оборудование для сварки в защитных газах и его основные характеристики

Содержание:

  • Сварочный полуавтомат ПДГ – 502.
  • Тиристорный инвертор «Импульс-3А.

В наше время электрическая дуговая сварка, осуществляемая в среде специальных защитных газов, нашла достаточное распространение в промышленности и быту. Не удивительно, что в этой сфере сделано довольно много разработок: производители сварочной аппаратуры предлагают самые разнообразные аппараты и приспособления, которые позволяют добиваться очень высокого качества сварных соединений. Каждая новая разработка увеличивает и скорость сваривания, способствует снижению расходов, улучшению условий труда.

Давайте рассмотрим подробнее наиболее эффективное и интересное оборудование для сварки в защитных газах, внедренное и широко применяемое в производстве.

Сварочный полуавтомат ПДГ – 502.

Полуавтомат для сваривания металлоизделий в защитных газах ПДГ – 502, был создан признанными специалистами в сфере сварочного производства – А.А. Ляховым и С.А. Голубьевой. Этот аппарат предназначен для осуществления сваривания деталей стальным плавящимся электродом в среде углекислого газа. Аппарат может использовать для получения любых швов, независимо от их положения в пространстве.

Главными достоинствами такого сварочного аппарата являются:

  • надежность в работе
  • высокая производительность сварочных работ.

Сварочный полуавтомат ПДГ – 502 состоит из следующих основных элементов:

  • выпрямителя для сварки типа ВДУ-504-1;
  • пульта управления;
  • механизма подачи электродной проволоки;
  • аппаратуры для подачи газа;
  • газовой горелки для сварки.

Сварочный полуавтомат данного типа работает на напряжении 220-380 В в электросети. Показатель сварочного тока для данного аппарата составляет 500 ампер. Полуавтомат позволяет регулировать сварочный ток в диапазоне 100-500 ампер, что необходимо для установления соответствующего режима сваривания металлоизделий. Еще одна важная характеристика – это скорость подачи проволоки для осуществления сваривания, этот аппарат позволяет подавать проволоку со скоростью 120-1200 м/ч. С ПДГ-502 может применяться проволока, которая имеет диаметр 1,2-2 миллиметра.

Тиристорный инвертор «Импульс-3А.

Тиристорный инвертор типа «Импульс-3А» — это сварочный аппарат, который применяется для сваривания металлоизделий, выполненных из алюминия, а также его сплава. Кроме того, данный инвертор используется сварщиками, когда необходимо произвести сваривание изделий, сделанных из черных металлов. Этим инвертором чаще всего выполняют вертикальные и потолочные соединения.

Как и все инверторы, аппарат преобразует электрический ток: из постоянного в переменный. Он также позволяет обеспечить импульсы прямоугольной формы, необходимые для сварочного процесса. Инвертор обеспечивает довольно высокие показатели стабильности электродуги, что непосредственно влияет на качество соединений.

Тиристорный инвертор «Импульс-3А» отдельно регулирует длительность полупериодов обеих полярностей и их амплитуду. В том случае, если сваривается металл большой толщины – около 20 мм, то количество окислительных пленок в металле небольшое, тогда длительность и амплитуду тока прямой полярности увеличивают. А если, к примеру, сварной шов накладывается на тонкий металл, то прибегают к увеличению длительности полупериода обратной полярности. Для уменьшения плавления электрода из вольфрама обычно регулируют амплитуду тока обратной полярности.

Из схемы видно, что инвертор имеет три блока: силовой, защиты и управления.

Так называемый силовой блок инвертора имеет в своей конструкции пуск, собственно, инверторы (используются четырехтиристорные), систему для охлаждения аппарата. Питается инвертор посредством генератора постоянного тока. Принцип работы инвертора заключается в одновременном параллельном включении тиристоров Т1 с Т4 или Т2 с ТЗ. С помощью батареи конденсаторов происходит гашение токопроводящих тиристоров. Заслуга емкости в том, что она способствует ускоренному переходу сварочного тока через ноль.

Защитный блок инвертора отвечает за предотвращения поломок аппарата от перегрузок, т.е. при больших нагрузках, этот блок обеспечивает выключение устройства.

Защитный блок инвертора выполняет две основные функции:

  • контролирует импульсы тока перезаряда коммутирующей емкости;
  • отключает цепь возбуждения сварочного агрегата в случае прекращения импульсов тока.

С помощью блока управления по очереди открываются и закрываются тиристоры – Т1, Т4 и Т2, Т3. Также с помощью этого блока осуществляется регулировка частоты переключений тиристоров, контроль за временем включенного состояния. В состав данного блока инвертора входит генератор импульсов (который работает на тиристорах и динисторах).

Читать еще:  Как выбрать генератор для ремонтных и сварочных работ?

Ручка «Баланс» служит для регулирования режимов, когда происходит хорошее разрушение окисной пленки и предотвращается чрезмерное плавление электрода.

Ручка «Частота» отвечает за изменения полярности электродуги.

Все вышеперечисленное оборудование для сварки в защитных газах имеет ряд достоинств:

  • возможность визуального наблюдения за процессом сварки;
  • широкий диапазон рабочих параметров режима сварочных работ;
  • возможность сварки металлов разной толщины.

Оборудование для автоматической и полуавтоматической сварки в среде защитных газов

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом во многих случаях не может быть применена из-за сыпучести флюса; кроме того, использование флюса значительно повышает стоимость сварки (как из-за стоимости самого флюса, так и из-за трудоемкости работ, связанных с очисткой шва от шлака).
Большие возможности расширения объема применения и удешевления автоматической и полуавтоматической сварки дает внедрение сварки в среде защитных газов.
Перечень оборудования, применяемого на судостроительных заводах для сварки в защитных газах, не является еще установившимся. Однако уже имеющийся опыт механизированной сварки в среде углекислого газа и аргона, а также рассмотрение технических характеристик новых установок позволяют в качестве типового оборудования для судостроительных заводов назвать автомат АДПГ-500 и полуавтоматы ПДПГ-300 и А-547Р.
Автомат АДПГ-500 предназначен для сварки плавящимся электродом — стальным или из сплавов цветных металлов — в среде защитных газов (СО2 или Аr) стыковых и угловых швов в нижнем положении. Автомат состоит из источника питания дуги (преобразователь типа ПСГ-500), шкафа управления, сварочного трактора и газовой аппаратуры.
Сварочный трактор имеет унифицированные с автоматом АДФ-500 детали; трактор малогабаритный (вес без проводов и шланга всего 32 кг), предназначен для сварки тонкой электродной проволокой d3 — 0,8-2 мм при силах тока 150-500 а.
Скорость сварки может изменяться в пределах 15-70 м/час, а скорость подачи проволоки 90-960 м/час. Трактор перемещается непосредственно по изделию или по направляющей линейке.
Газовая аппаратура состоит из баллона с защитным газом, редуктора, ротаметра (расходомера газа) и соединительных шлангов. При сварке в среде СО2 в состав газовой системы включаются осушитель и подогреватель газа.
Горелка с водяным охлаждением обеспечивает подачу защитного газа в пределах 600-1500 л/час.
Существуют также автоматы для сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом. Не останавливаясь на особенностях устройства трактора, рассмотрим здесь только особенности питания сварочной цепи. Горелка может перемещаться вручную или кареткой; присадочная проволока также может подаваться вручную или механизмом. В состав установки входят: источник тока — сварочный трансформатор, дроссель для регулирования сварочного тока, осциллятор для стабилизации дуги, балластный реостат для устранения так называемой «составляющей постоянного тока», газо-электрическая горелка с вольфрамовым электродом и газовая система. Газовая система включает баллон с аргоном, редуктор, ротаметр и шланги для подвода аргона.
При сварке цветных металлов и их сплавов на постоянном токе применяется обратная полярность (минус на изделии), так как только в этом случае эмиссия электронов с изделия (катода) будет разрушать поверхностную пленку окислов, которые могут образоваться на поверхности сварочной ванны. Только при условии такой очистки ванны сварку можно выполнить качественно. В то же время, при обратной полярности вольфрамовый электрод чрезмерно нагревается; чтобы не допустить его расплавления, сварочный ток приходится резко уменьшать, а это снижает производительность сварки.
При переходе на переменный ток сварочная ванна достаточно очищается в полупериод, когда изделие является катодом; одновременно переменная полярность позволяет повысить сварочный ток и производительность сварки, однако процесс сварки может быть осложнен из-за появления составляющей постоянного тока.
Составляющая постоянного тока возникает потому, что электродами являются различные металлы (один электрод — вольфрам, а другой — алюминий). Более интенсивная эмиссия электронов с вольфрамового электрода обусловливает появление некоторого тока постоянной величины и направления и смещение оси синусоиды переменного тока. Составляющая постоянного тока ухудшает качество сварного соединения (уменьшается глубина проплавления, металл шва становится неоднородным и окисляется, стабильность дуги ухудшается). Как показали исследования Ф. И. Раздуя, включение в сварочную цепь балластных реостатов либо балластных реостатов и аккумуляторной батареи почти полностью устраняет составляющую постоянного тока.
В ручном варианте перемещение газо-электрической горелки ведется вручную; если горелку укрепить на тракторе и включить в состав установки шкаф управления, сварка ведется как автоматическая.
Установка УДАР-300. Завод «Электрик» выпускает для ручной аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом установку типа УДАР-300. Для устранения составляющей постоянного тока в сварочную цепь этой установки включена конденсаторная батарея емкостью 100 000 мкф; имеется электронный стабилизатор напряжения.
В настоящее время наиболее широко распространена сварка в среде защитных газов полуавтоматами плавящейся проволокой на постоянном токе (полярность обратная).
Полуавтомат ПДПГ-300 состоит из источника сварочного тока (типа ПСГ-350), шкафа управления, подающего механизма с гибкими шлангами и горелками и газовой аппаратуры.
Подающий механизм обеспечивает подачу проволоки диаметром 0,8-2 м со скоростью от 90 до 960 м/час. При сварке на токах до 150 а проволокой 0,8-1,2 мм применяют легкий шланг (длина 3 м) и облегченную горелку с воздушным охлаждением (вес 0,35 кг); при сварке проволокой диаметром 1,6-2 мм на токах до 500 а применяют гибкий шланг длиной 4 м и горелку с водяным охлаждением (вес 0,6 кг). Скорость подачи проволоки постоянная; газовая аппаратура такая же, как и в автомате АДПГ-500. Полуавтомат предназначен для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов стыковых и угловых швов в любых пространственных положениях.
Особенностью полуавтомата этого типа является то, что при использовании тонкой проволоки (стальной диаметром 0,8-1,2 мм, алюминиевой 2-2,5 мм) ограничиваться только подачей проволоки в шланг недостаточно; проволока в шланге изгибается, подается в дугу неравномерно и процесс сварки нарушается. Для устранения этого недостатка в ряде случаев на горелке устанавливают дополнительное подающее устройство, которое «тянет» проволоку из шланга, обеспечивая тем самым ее непрерывную подачу в дугу.
Институтом электросварки создан портативный полуавтомат А-547Р для сварки в среде углекислого газа. Особенностью полуавтомата является облегчая газо-электрическая горелка с коротким шлангом длиной от 0,8 до 1 м. Этот полуавтомат рассчитан на электродную проволоку 0,8-1,0 мм и предназначен для сварки тонколистовой стали толщиной до 3 мм и угловых швов катетом до 4 мм в среде СО2.
В комплект полуавтомата входят: пульт управления; подающий механизм, размещенный в чемодане; держатель-горелка с гибким шлангом; защитный щиток с кнопкой управления; газовая система и провода управления. Газовая система включает в себя баллон с газом, подогреватель газа, осушитель газа и редуктор.
Подающий механизм обеспечивает подачу проволоки с постоянной скоростью в пределах 100-340 м/час (регулирование изменением числа оборотов двигателя); вес механизма без проволоки 5,75 кг; в корпусе подающего механизма размещена кассета с проволокой (вес до 4 кг). Сварка ведется на токах 70-150 а, в результате объем сварочной ванны получается небольшим и сварку можно вести во всех пространственных положениях, что чрезвычайно важно для судостроения.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Сварочные посты для ручной сварки алюминиевых сплавов могут быть смонтированы как из специализированного оборудования, выпускаемого нашей промышленностью, так и из стандартного, применяемого для дуговой сварки сталей. Из специализированного оборудования для ручной сварки наиболее широко применяемыми и достаточно надежными являются установки УДАР -300-1 и УДАР -500 конструкции ВНИИЭСО и ППК -350 конструкции НИАТ . Источник питания установки ИПК -350 является универсальным и используется как для ручной, так и для полуавтоматической и автоматической сварки плавящимся и неплавящимся электродами.

Установки типа УДАР и ИПК , в которых применены современные электронные схемы, позволяют производить сварку во всех пространственных положениях в большом диапазоне режимов. Установка УДАР -300-1 показана на рис. 1.

Установки УДАР -300-1 и УДАР -500 укомплектованы источником питания, устройством для возбуждения и устойчивого горения дуги, горелками, необходимыми приспособлениями для пуска, контроля и прекращения подачи аргона. В шкафу управления помещены: осциллятор типа ОСЦ -500, стабилизатор горения дуги (генератор импульсов), сварочный контактор КТБ -22, панель Управления, батарея конденсаторов, состоящая из двух или трех блоков конденсаторов типа ЭС (емкостью 100 мкф на рабочее напряжение 12 в), феррорезонансный стабилизатор напряжения типа СН-220-3 (обеспечивающий надежность работы стабилизатора горения дуги при падении напряжения в сети), транеформатор тока.

Читать еще:  Способ защиты — плазменно-порошковая наплавка

Указанные сварочные установки обеспечивают плавное и удобное регулирование сварочного тока, хорошее зажигание и стабильное горение дуги, а в случае обры, ва дуги — автоматическое отключение.

Рис. 1. Общий вид установки

При отсутствии специального оборудования установки для сварки алюминиевых сплавов могут быть смонтированы из стандартного сварочного оборудования для сварки сталей. При составлении схем из стандартного оборудования необходимо обеспечить следующие основные условия:
— достаточную мощность источника дуги для обеспечения необходимых режимов;
— хорошее зажигание и горение дуги путем включения в цепь осциллятора или импульсного генератора, устранение или уменьшение постоянной составляющей сварочной цепи, что обеспечивается несколькими способами: а) включением в сварочную цепь омического сопротивления в виде балластного реостата или б) последовательным включением аккумуляторной батареи напряжением емкостью 250—500 а-ч.

Электрическая схема сварочного поста, собранного из стандартного сварочного оборудования для ручной сварки, приведена на рис. 2.

Основными узлами сварочного поста являются трансформатор, регулятор тока, балластный реостат, осциллятор, а также измерительные приборы: амперметр, вольтметр, ротаметр, редукторы и др.

Трансформаторы для ручной сварки алюминиевых сплавов могут быть типа СТЭ -24, СТЭ -34, СТН -500, СТАН -500, ТСД -1000 и др.

Рис. 2. Схема сварочного поста для сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом:
1 — сварочный трансформатор; 2 — регулятор тока; 3 — балластный реостат; 4 — осциллятор; 5 — горелка или головка; 6 — ротаметр; 7 — манометр низкого давления; 8 и 9 — кислородный и ацетиленовый редукторы (или один специальный редуктор ДЗР -57); 10— амперметр с шунтом; И — амперметр с трансформатором тока; 12 — вольтметр; 13 — баллон с аргоном

Регуляторы тока выбираются в зависимости от типа трансформатора. Работа трансформаторов при сварке алюминиевых сплавов в инертной среде имеет некоторую особенность, которая заключается в том, что в сварочной цепи появляется постоянная составляющая сварочного тока, ухудшающая качество сварки и работу сварочных трансформаторов. С появлением постоянной составляющей увеличивается ток в первичной обмотке трансформатора, увеличивается потребляемая мощность, что может привести к сгоранию обмотки, ^то нежелательное явление — выпрямление переменного тока при сварке в инертной среде — необходимо всемерно уменьшать.

Известно, что выпрямление переменного тока в сварочной цепи зависит от нескольких факторов: напряжения холостого хода трансформатора, величины зазоров в магнитопроводах регуляторов тока, емкостного, индуктивного и омического сопротивлений сварочной цепи и присутствия в цепи аккумуляторной батареи, включенной последовательно. Перечисленные элементы по-разному влияют на выпрямление тока в дуге, а следовательно, должны быть учтены при составлении схемы сварочного поста из стандартного оборудования.

При компоновке постов для сварки, с точки зрения уменьшения выпрямления тока в дуге, можно исходить из следующих соображений.

1. Минимальное значение постоянной составляющей тока достигается при напряжении холостого хода трансформатора 120 в. При увеличении или уменьшении напряжения выпрямление тока возрастает.

2. Величина зазоров в магнитопроводах дросселей должна быть также определенной для уменьшения постоянной составляющей тока. С увеличением зазора в магнитопроводе эта составляющая сначала уменьшается до определенной величины, но затем снова увеличивается при дальнейшем увеличении зазора.

3. Применение емкостного сопротивления в сварочной цепи, включенного последовательно, уменьшает выпрямление тока. Подбор емкости конденсаторной батареи для установок может быть примерно принят из расчета 100 мкф на 1 а сварочного тока при напряжении дуги 10 в.

4. Включение в цепь (дополнительно к индуктивному) омического сопротивления в виде балластных реостатов также в значительной мере способствует уменьшению выпрямления тока в дуге.

5. Последовательное включение аккумуляторной батареи напряжением беи емкостью с = 250-500 а-ч также является одним из методов уменьшения постоянной составляющей тока в цепи. Практически бывает достаточно включить в электрическую цепь поста аккумуляторную батарею (емкость и омическое сопротивление).

В качестве приборов для возбуждения и устойчивого горения дуги могут быть использованы осцилляторы типа ОСП -3-1, ОСЦВ -1, ОС-1 и др., выпускаемые отечественной промышленностью. Допускается использование аккумуляторов типа ЗСТ -70, ВСТ -128 и др. Положительный полюс батареи должен подключаться к сварочной горелке, а отрицательный — к свариваемому изделию.

Необходимое омическое сопротивление в цепи достигается при помощи стандартных сварочных балластных реостатов марки РБ-200 и РБ-300, изготовляемых лениградским заводом «Электрик» и другими заводами.

Электрические параметры режимов сварки (ток и напряжение) в установках измеряются амперметрами и вольтметрами, которые устанавливают согласно схеме рис. 2.

В качестве амперметров переменного тока (с наименьшими погрешностями), включаемых непосредственно в цепь (без измерительных трансформаторов) могут быть рекомендованы приборы типа ЭН, Э16 и ЭЗО . Составляющая постоянного тока измеряется амперметрами типа М340, МН, ММ, 2МУ, с нулем посередине шкалы (изготовляемыми заводом электроизмерительных приборов Краснодарского края). Амперметры с трансформаторами тока при наличии в цепи составляющей постоянного тока показывают заниженную величину переменного тока.

Напряжение следует измерять вольтметрами электродинамического типа. Допустимо применение электромагнитных вольтметров типа АСТВ .

Для снижения давления аргона можно применять кислородные редукторы типа РК-50, КР-14, РДС -50, 2К-ВД, РК-39 и др., соединенные последовательно с ацетиленовыми редукторами типа РД-2А и без них. Желательным является применение специального редуктора ДЗР -57, изготовляемого аппаратно-механическим заводом бывшего Алтайского совнархоза.

Контроль давления аргона в газовой цепи достигается включением манометра на давление 1—2 кГ/см2.

Измерение расхода газа в процессе сварки производится ротаметрами. Ротаметр представляет собой стеклянную градуированную трубку с внутренним коническим сечением. Внутри трубки находится поплавок, который при прохождении газа (снизу вверх) поднимается и в зависимости от давления газа занимает то или иное положение. По положению поплавка судят о расходе газа в л/мин. Можно рекомендовать для применения ротаметры типа РС-3, РС-ЗА, РС-5, ИРКС -6,5 и ИРКС -13. Выбор ротаметров производится в зависимости от расхода газа.

Для быстрого подсчета расхода газа при сварке можно пользоваться таблицами и графиками, составляемыми для каждого типа ротаметра и применяемого газа. Таблица для ротаметра РС-3 для измерения расхода аргона при давлении 0,3 ат приведена на рис. 3. График для определения расхода аргона и гелия приведен на рис. 4.

Рис. 3. Ротаметр РС-3 с таблицей для измерения расхода газа

Рис. 4. График для определения расхода аргона и гелия по ротаметру РС-3:
I — гелий: II — аргон

Рис. 5. Сварочные горелки: 1 — АР-9; 2 — АР-10

При сварке с применением какого-либо одного газа, например аргона, удобно пользоваться таблицей, а при сварке с периодическим применением аргона или гелия удобнее применять график.

В установках для ручной сварки алюминиевых сплавов и других металлов в инертной среде неплавящимся электродом применяются горелки разных типов. В горелке закрепляется вольфрамовый электрод и подводится вода, газ и сварочный ток. Многое зависит от стойкости наконечников, которые выполняются в основном из жаростойкой стали или керамики. Большое количество разнообразных конструкций горелок, выпускаемых в настоящее время серийно и отдельными партиями, позволяет осуществлять их выбор в зависимости от расположения и доступности швов.

Сварка плавящимся электродом в среде защитного газа — инструкция

Содержание:

  1. Введение.
  2. Сварка плавящимся электродом в газовой защитной среде.
  3. Доступные режимы сварки.
  4. Циклическая сварка короткой дугой.
  5. Сварка оптимизированной короткой дугой.
  6. Крупнокапельный процесс сварки.
  7. Режим импульсной сварки.
  8. Режим струйного переноса.
  9. Ротационный перенос металла.

Введение

Процесс GMAW-сварки используется для сплавления металлических изделий электрической дугой, которая горит между обрабатываемым изделием и плавящейся, непрерывно подаваемой проволокой. Для защиты зоны сварки подается газ через сварочную горелку, как показано на рисунке ниже.

Кислород оказывает неблагоприятное влияние на сварочный шов (появление шлаковой прослойки, коррозии, снижается механическая прочность и т.д.). Именно для защиты сварочного соединения от влияния атмосферы используется защитный газ.

Защитный газ позволяет также:

  • стабилизировать сварочную дугу;
  • улучшить перенос сварочной капли;
  • улучшить глубину провара шва;
  • обеспечить зачистку сварочному соединению;
  • повысить производительность сварочного цикла;
  • снизить вероятность прожига металла.

Сварка плавящимся электродом в газовой защитной среде

В процессе сварки плавящейся присадочной проволокой формируется шов за счет проплавления электродной проволоки и основного металла. Поэтому размер и форма шва (не считая тип и сечение металла, метод и скорость сварки и т.д.) будут зависеть от переноса присадочной капли и характера расплавления сварочной ванны.

Читать еще:  Технические характеристики фрезерного станка 6Т13, схемы

От переноса расплавленной капли зависит качество будущего сварочного соединения. Этим процессом можно управлять, применяя разные сварочные процессы и настройки аппарата.

Доступные режимы сварки

  • струйный перенос металла;
  • крупнокапельный перенос металла;
  • циклическая сварка короткой дугой
  • сварка оптимизированной короткой дугой;
  • импульсный режим сварки;
  • ротационный режим сварки – непрерывно вращающийся перенос капли.

Циклическая сварка короткой дугой

В режиме циклической сварки короткой дугой (короткими периодическими замыканиями) используется присадочный материал сечением от 0,5 до 1,6 мм, с рабочим током от 100 до 200 Ампер и напряжением от 15 до 22 Вольт.


Рисунок режима циклической сварки короткой дугой

На рисунке выше показан процесс сварки, когда в один из периодов коротких замыканий 8 и 9 расплавленный металл силой поверхностного натяжения стягивается в каплю на торце электрода. В результате создается правильная сфера и правильные условия для сплавления со сварочной ванной. При этом достигается максимальная величина напряжения и длина дуги.

Во время сварочного цикла скорость подачи присадочного материала постоянная, при этом есть изменения в плавлении проволоки в 3 и 4 периодах ниже скорости подач. В результате чего кончик электрода приближается с каплей к сварочному шву до короткого замыкания (период 4 – напряжение и длина дуги уменьшаются). При этом капля расплавленной проволоки переходит в сварочный кратер и процесс повторяется.

Короткое замыкание резко увеличивает ток сварки, в результате происходит разрыв перемычки жидкого металла между основным металлом и электродом (8 период). В этот момент капля отрывается и разрушается, происходит разбрызгивание металла. Высокий ток пытается перейти через узкую перемычку между ванной и каплей, приводя к выплеску металла.

Циклическая сварка короткой дугой применяется для тонкостенных металлов, может использоваться для сварки полуавтоматом для любого пространственного положения.

Сварка оптимизированной короткой дугой

Крупнокапельный процесс сварки

Данный метод сварки характеризуется изменением величины сварочной дуги (от 22 до 28 Вольт) и сварочного тока от 200 до 290 Ампер. В результате меняется перенос присадочного металла и характер расплавления, происходит переход от сварки короткими замыканиями короткой дугой к сварке с редким коротким замыканием или без него. Нерегулярный перенос в ванну присадочного металла затрудняет сварку в потолочных положениях, ухудшается характеристика дуги, увеличивается разбрызгивание металла и угар.

Крупнокапельный перенос осуществляется при небольшой плотности тока, с крупной каплей больше самого электрода. Применение защитных газов позволяет исключить разбрызгивание металла, кроме углекислого газа. Конец присадочной проволоки расплавляется в среде углекислого газа энергией дуги, которая передается через расплавленную каплю. При этом увеличивается разбрызгивание металла, шов формируется волнистый и грубый, дуга неустойчива.

Чтобы снизить разбрызгивание, нужно держать кончик электрода ниже поверхности заготовки, ближе к сварочной ванне, в пределах плотности сварочной дуги. При этом достигается быстрый глубокий провар металла.

Режим импульсной сварки

Такой метод сварки характеризуется мгновенным изменением мощности сварочной дуги. Теплота, выделяемая дугой, недостаточная для расплавления присадочной проволоки с той скоростью, с которой она подается. В результате этого уменьшается длина дуги.

В период импульса тока осуществляется быстрое расплавление проволоки с формированием сварочной капли. Резкое увеличение электродинамической силы приводит к сужению шейки капли, сбрасывая ее в сварочную ванну в любых пространственных положениях.

В результате формируются качественные швы без разбрызгивания, с контролируемой дугой. При импульсном режиме сварки применяется одиночный импульс или группа импульсов, разными или одинаковыми параметрами. В первом случае первые или первый импульсы ускоряют расплавление проволоки, а сброс капли в сварочный шов обеспечивают последующие импульсы. При этом металл в шов переносится мелкими каплями без разбрызгивания. При импульсной сварке наблюдается электромеханическая вибрация, которая позволяет удалить газовые пузырьки из сварочного шва, обеспечивая ему высокую плотность.

Изменяя ток импульса и дуги, можно управлять размером и формой шва, скоростью расплавления проволоки и другими параметрами. Контролируемое тепловложение обеспечивает качественную сварку тонкостенных цветных и черных металлов. Импульсная сварка алюминия позволяет снизить пористость на поверхности металла за счет применением проволоки большего диаметра. Напряжение дуги в импульсном режиме от 28 до 35 Вольт, а пиковый ток может достигать 300-350 Ампер, гарантируя высокое кратковременное тепловложение в обрабатываемый металл.

Режим струйного переноса

Данный метод сварки характеризуется высокой плотностью постоянного тока (с импульсами или без импульсов) на обратной полярности в среде инертных газов с мелкокапельным переносом присадочного металла. При этом наблюдается непрерывный перенос струей присадочного металла в ванну с конца электрода. Стабильная ровная дуга с направленным потоком капель по оси от кончика электрода в сварочный шов. Гладкая поверхность шва, контролируемая глубина проплавления. Перенос сварочного металла изменяется с капельного на струйный при резком возрастании величины сварочного тока до «критических» величин для данного сечения электрода.

Получить струйный перенос при прямой полярности тока нет возможности. В режиме струйного переноса диаметр сварочных капель будет меньше или равняться диаметру электрода. Скорость плавления присадочного материала достигает 42-340 мм/с. Струйный метод переноса металла осуществляется при высокой стабильности дуги с рабочим напряжением 28-40 Вольт и сварочным током 290-450 Ампер. Широко используется для качественного соединения металлов сечением свыше 7 миллиметров.

Аппаратура для сварки неплавящимся электродом

Схема процесса сварки неплавящимся электродом показана на рис. 1. Электрическая дуга 4 горит между изделием и электродом 1, зажатым в наконечнике 2, в газовой среде, которая защищает зону сварки от контакта с воздухом. Газ подводится через сопло 5. Сварной шов образуется либо за счет оплавления кромок изделия

Рис. 1. Схема процесса сварки неплавящимся электродом:
а — без присадки, б — с присадочной проволокой;
1-электрод, 2 — наконечник, 3 — сопло, 4 — дуга, 5 -сварочная ванна, 6 — присадочная проволока

(рис. 1, а), либо с помощью присадочного металла в виде проволоки 6 (рис. 1, б). При этом перегретый металл сварочной ванны 5 отдает часть тепла присадочному металлу, расплавляя его.

Неплавящиеся электродные стержни изготовляют из вольфрама, электротехнического угля или прессованного графита. Вольфрам, температура плавления которого равна 3600° С, кипения 5900° С, отличается довольно высокой электро- и теплопроводностью. Он обладает весьма малой летучестью при высоких температурах. Плотность вольфрама равна 19,3 г/см 3 .

В сварочной практике применяют вольфрамовые стержни диаметром от 0,8 до 6 мм, а иногда до 10-12 мм (ТУ ВМ2-529-57). Они изготовляются из чистого вольфрама или с добавкой до 2%; окиси циркония, лантана, иттрия и др. Эти добавки облегчают процесс зажигания дуги, увеличивают устойчивость дугового разряда и повышают стойкость электрода. Последнее свойство обеспечивает возможность повышения плотности тока в электроде, так как при этом конец электрода не меняет формы в процессе сварки.

Вольфрамовые электроды используются, главным образом, при сварке в среде инертных газов. Выбор диаметра вольфрамового электрода производится в зависимости от величины и рода тока и защитного газа (табл. 1 ).

газтокДопускаемая сила тока при диаметре вольфрамового электрода, мм
1-23456
аргонпеременный20-90100-150150-210200-260250-350
гелий15-6560-90100-150150-190200-240
аргонпостоянный прямой полярности60-140140-250250-320300-380360-420
гелий40-100100-190200-280250-320300-380
аргонпостоянный обратной полярности10-2520-3030-4540-7060-10
гелий10-2015-3020-4030-7040-80

Сварка угольным или графитовым электродами выполняется в среде СО2 или без газовой защиты.

Уголь и графит имеют высокую температуру плавления и кипения и малую теплопроводность. Обычно применяются электроды диаметром от 5 до 25 мм длиной 200- 30 0 мм. Графитовые электроды обладают, по сравнению с угольными, большей электропроводностью и большей стойкостью при высоких температурах, что заметно снижает удельный расход материала и позволяет проводить сварку при повышенных плотностях тока.

Следует отметить, что понятие «неплавящийся электрод» условно, так как в процессе сварки электрод все же расходуется (испаряется). Однако расход электрода незначителен. Кроме того, материал электрода практически не участвует в образовании шва.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector