Меню Рубрики

Механизированая сварка в защитных газах

Технология и режимы механизированной сварки в среде защитных газов

При сварке судостроительных сталей в качестве защитного газа применяют углекислый газ (СО2). Механизированную сварку можно осуществлять тонкой электродной проволокой (dэ = 0,8 – 1,8мм) во всех пространственных положениях с использованием полуавтоматов типа А-547Р, ПДПГ-300, «Гранит», «Нева». Сварку проводят с применением сварочной проволоки марок Св-08ГС или Св-08Г2С.

Подготовку кромок при сварке проволокой dэ = т0,8 – 1,2 мм производят как для РДС, т.е. по ГОСТ РФ 5264-69, а при сварке проволокой dэ = 1,6 – 2,0 мм, как для сварки в защитных газах, т.е. по ГОСТ РФ 14771-69. Ориентировочные рекомендации по выбору режимов сварки приведены в [ ].

Технология сварки меди и её сплавов.Медь на судостроительных заводах сваривали угольным электродом или с помощью газового пламени. Если завод располагал соответствующими установками, для сварки меди предпочитают использовать метод аргонно-дуговой сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом. Основное осложнение при сварке меди связано с высокой её теплопроводностью, низкими механическими свойствами при высоких температурах и интенсивным окислением и засорением сварочной ванны закисью меди (Сu2О). Закись меди в смеси с медью залегает ме6жду зёрнами основного металла, образуя хрупкие прослойки, по которым и происходит разрушение; сварное соединение становится склонным к трещинообразованию. Процесс сварки может быть осложнён также и тем, что расплавленная медь хорошо растворяет газы. В процессе поглощения расплавленной медью водорода и окиси углерода, находящихся в восстановительной зоне газового пламени или в зоне угольной дуги, в сварочной ванне могут происходить различные реакции – водород активно растворяется не только в жидкой, но и в твёрдой меди. При наличии в твёрдой меди участков Сu2О, диффузионно-подвижный водород реагирует с ней. Образовавшийся водяной пар скапливается, создавая давление, которое и приводит к образованию многочисленных трещин.

Наиболее просто и легко медь сваривают аргонно-дуговой сваркой. При этом требуется тщательная очистка кромок и присадочного металла и применения чистого аргона. Сварку ведут на постоянном токе при прямой полярности. Присадка – бронза типа Бр. Х-0,3 или Бр. КМц-3-1. Во избежание растекания металла сварочной ванны, сварку ведут на графитовой подкладке без перерывов со скоростью не меньше 0,25 м/мин. Для газовой сварки применяют горелки с большим расходом ацетилена – 150-200 л/ч на 1 мм толщины листа. Медь также можно сваривать специальными электродами «Комсомолец».

Сварка латуней и бронз. При сварке латуней основные затруднения связаны с выгоранием цинка, так как температура плавления латуней обычно лежит в пределах 800-950 о С, а цинк плавится при 419 о С и кипит при 906 о С. Часть цинка испаряется в виде паров металла и в воздухе окисляется, образуя ядовитые пары ZnО; В шве количество цинка уменьшается и образуются пустоты (поры).

Затруднения при сварке оловянистых бронз связаны с выгоранием олова и образованием двуокиси олова (SnО2), с повышением хрупкости таких бронз при нагреве, а при сварке алюминиевых бронз – с образованием тугоплавких окислов алюминия (Аl2О3). Кремнистые бронзы свариваются легко.

Как латуни, так и бронзы можно сваривать газовой и электродуговой сваркой (угольные и металлические электроды). Сварку латуней и бронз следует вести с подогревом особенно начальных участков шва (до 200 – 300 о С), что ускоряет процесс и позволяет обеспечить скорость, превышающую 0,25 м/мин. Сварку производят с применением флюса на основе буры и борной кислоты. Газовую сварку латуни выполняют окислительным пламенем (О22H2 о С), который, образуясь на поверхности сварочной ванны, препятствует сплавлению, а также может засорять металл шва и резко снижать прочность соединения. Кроме того, алюминий имеет значительную ус адку (7%) и малую прочность при повышении температуры выше 450 о С, вследствие чего расплавленный алюминий в районе шва может «провалиться» под влиянием собственного веса. Контролировать же нагрев алюминия трудно, так как он не меняет своего цвета. Поэтому иногда под шов рекомендуют подкладывать фиксирующую планку. Из-за высокой теплопроводности алюминия сварку обычно ведут с предварительным подогревом металла в начале шва (100-150 о С). Свариваемые кромки перед сваркой тщательно очищают от плёнки окислов механическим способом и обезжиривают содовым раствором.

Дуговую сварку ведут на постоянном токе: при угольных электродах на прямой полярности, а пари металлических – на обратной полярности. Институт электросварки им. Патона разработал способ автоматической сварки алюминиевых сплавов под слоем флюса АН-А1, в состав которого входят КСl и Nа3АlF6.

Сварку ведут автоматами электродной проволокой диаметром 1-5 мм марки АМг6, при силе тока 300-600А и напряжении на дуге 34-48 В.

Наиболее универсальным способом сварки алюминия и его сплавов является способ аргонно-дуговой сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом, либо плавящимся электродом (проволока того же состава, что и основной металл). Сварку производят плавящимся электродом (проволокой) на постоянном токе при обратной полярности. При аргонно-дуговой сварке необходимо также производить тщательную зачистку свариваемых кромок деталей. В качестве защитного газа следует применять чистый аргон марок А и Б. Полуавтоматическую и ручную сварку в среде аргона плавящимся и неплавящимся электродами можно производить в любом пространственном положении. Для судостроения рекомендуются автоматы и полуавтоматы АДПГ, ПДА-300, ПШП-10 и др. Режимы сварки плавящимся электродом в среде аргона рекомендуется выбирать по таблицам работы [4].

Технология сварки титана и его сплавов.Лёгкие, высокопрочные и коррозионностойкие сплавы титана всё шире начинают применять в судостроении.

С точки зрения сварки для титана характерна очень высокая химическая активность; так при нагреве, начиная с температуры 400 о С, а особенно интенсивно от 600 0 С, металл активно реагирует со всеми газами, кроме инертных, при температуре плавления металл активно растворяет многие газы, включая азот, водород, пары воды, окись и двуокись углерода и т.п. и реагирует с ними. В тоже время наличие небольших включений указанных газов, существенно снижает механические свойства металла и, в частности, резко ухудшает пластические свойства. Доброкачественное сварное соединение можно получить только при условии, если ограничить содержание в шве примесей азота, кислорода, водорода и углерода, обеспечив надёжную защиту сварочной ванны, металла шва и ЗТВ инертными газами (аргон, гелий), с которыми титан не вступает во взаимодействие.

В ряде случаев пригодность титана для сварки предварительно оценивают по величине расчётной твёрдости НВ, определяя её по эмпирической формуле

НВ = 40 + 310√ Оэ , 7.8.

Где Оэ – эквивалентное содержание кислорода.

Его, в свою очередь, определяют по формуле

Где О2, N2, C — процентное содержание в титане соответственно кислорода, азота и углерода.

В том случае, если НВ 0 С) не только с лицевой поверхности свариваемых листов, но и с обратной стороны шва (сварка с обратным поддувом газа). Практически это осуществляется с помощью горелок, имеющих специальные «приставки» для дополнительной подачи защитного газа и дополнительную трубную подкладку для подачи защитного газа с обратной стороны. Длина приставки на грелках может достигать 400-500 мм. В качестве защитного газа могут быть использованы аргон или гелий (Рис.7.4.)

В институте электросварки им. Патона был разработан процесс автоматической сварки под флюсом и ЭШС титана. Рекомендовано использовать бескислородные флюсы АН-Т1 и АН-Т2. Сварку титана под флюсом производят на обычном оборудовании, на постоянном токе (обратная полярность). На некоторых судостроительных предприятиях сварку конструкций из титана производят в специальных камерах, заполненных аргоном, соблюдая при этом все меры техники безопасности и охраны труда работающих.

Сварка разнородных материалов.При сварке разнородных материалов возникают определённые трудности:

1. При большом различии в температурах плавления (момент достижения одним материалом Тпл, другой материал находится в твёрдом состоянии);

2. Различия в коэффициентах линейного расширения α у свариваемых материалов вызывают повышенные термические напряжения;

3. Различия теплопроводности и теплоёмкости ведёт к изменению температурных полей и плюс условий кристаллизации металла шва;

4. Резкое различие в электромагнитных свойствах ведёт к неудовлетворительному формированию шва;

5. Наличие окисных плёнок, наличие различных включений в металле шва;

Решающее значение на процесс получения сварного соединения оказывает металлургическая совместимость, т.е. взаимная растворимость соединяемых металлов и в жидком и в твёрдом состоянии.

Существуют различные способы сварки разнородных материалов на примере сварки стали с медью и её сплавами (латунь, бронза):

— соединение разнородных металлов в твёрдом состоянии – сварка давлением (холодная, прессовая, трением, диффузионная, УЗС, взрывом и др.);

— соединение сваркой плавлением и наплавкой – дуговой способ (сварка в защитных газах, под флюсом, плазменно-дуговая, ЭШС, лазерная и др.);

— контактная сварка – машины типа МТП-К1;

— диффузионная сварка в вакууме;

— сварка и наплавка трением – станки типа МСТ-23, МСТ – 2001.

Сварка пластмасс.В машиностроении в настоящее время используется 1/3 всех выпускаемых в РФ полимерных материалов (подшипники скольжения, зубчатые и червячные колёса, детали тормозных устройств, кузова автомобилей, катера, яхты, протезы и др. медицинское оборудование). Вот некоторые достоинства полимеров:

— малый удельный вес ( 1 – 1,6 г/см 3 );

— не подвержены электрохимической коррозии;

— высокая удельная прочность;

— плохо проводят тепло и др.

Наличие вот таких свойств, приводит к определённым трудностям при сварке пластмасс:

1. Длительная выдержка при высоких температурах вызывает термическое разложение пластмасс (деструкция);

2. Многие пластмассы ( ПМ) не имеют чётко выраженной температуры плавления;

а) сварка газовыми теплоносителями – применяют присадочные прутки диаметром 2, 3 и 4 мм. (более пластифицированы, чем основной материал); используют электрические горелки с напряжением меньше 36 в., а также газовые горелки типа ГГП-1-56 ( Т 0 С выхода газов ≈ 300 0 С);

б) сварка нагретыми инструментами ( установки типа МСП-4);

д) ультразвуковая сварка ( установки типа УПТ-14, УПК-15 и др.);

е) ядерная сварка ( состоит в облучении пластмасс потоком нейтронов – слой лития или бора облучают нейтронами).

Охрана труда при проведении сварочных работ.При сварке, а также при газопламенной обработке имеются профессиональные опасности и вредности, а также источники возможного травматизма, действие которых необходимо учитывать при организации работ. Все рабочие должны быть тщательно проинструктированы безопасным методам выполнения работ. Приводим специфические источники опасности при электрической сварке.

Источники электрического тока.Кожный покров человека, в особенности в сухом состоянии, оказывает значительное сопротивление прохождению тока. Расчётное сопротивление человека – 1000 Ом. Безопасным для жизни, вызывающим болезненное ощущение считается ток 0,03 – 0,05 А. Следовательно предельным безопасным напряжением можно считать: Uпред = I R = 0,05 · 1000 = 50 В.

Однако при влажной коже сопротивление резко снижается и даже при таком напряжении ток, протекающий через тело человека, может превысить безопасную величину.

Токоведущие части оборудования – кабели и ручки электрододержателей должны быть изолированы.

Для электросварочных установок напряжение холостого хода (Uхх) допускается до 80 В. Обязательно установки должны быть заземлены.

Нагретый металл, капли и брызги металла. Одежда сварщика должна быть из плотной негорючей ткани, не имеющей складок, открытых карманов или разрезов, куда могли бы попасть брызги и расплавленные капли. При сварке обязательное ношение головного убора и плотных брезентовых рукавиц. Вблизи сварки не должно быть горючих материалов, красок, стружки или баллонов с газами (ацетилен, кислород и др.).

Пыль и вредные газы.Образуются при горении дуги и расплавлении металла, которые могут попасть в организм человека. Главным средством борьбы с запылённостью при сварке является устройство вытяжной вентиляции – общеобменной и местной.

Лучистая энергия, выделяемая дугой.В спектре её содержаться инфракрасные видимые и ультрафиолетовые лучи. Яркость света сварочной дуги превышает в 16000 раз максимальную яркость допускаемую для незащищённого глаза. Поэтому при сварке необходимо пользоваться стеклянным светофильтром с очень малой прозрачностью.

Охрана труда работающего персонала является важной обязанностью руководителей сварочного производства.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Дуговая механизированная сварка в защитных газах (стр. 1 из 4)

Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости.

Все это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как именно они непосредственно осваивают новые способы и приемы сварки, новые сварочные машины. Сегодня рабочему сварщику недостаточно уметь выполнять несколько пусть даже сложных, операций освоенного им способа сварки. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности сварки различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические возможности других, как традиционных, так и новых, перспективных способов сварки.

Предназначенное изделие предназначено для использования в качестве опоры для установки и монтажа несущих колонн, при сооружении зданий промышленного назначения.

Опора представляет собой сварную конструкцию коробчатого типа.

Все детали этой конструкции изготовлены из стали марки 09Г2С.

Сталь 09Г2С относится к малоуглеродистым, низколегированным сталям.

Стали этого класса обладают хорошей свариваемостью всеми видами дуговой сварки и широко используются для изготовления сварных конструкций применяемых в строительной индустрии.

Химический состав стали 09Г2С

Механические свойства стали 09Г2С

Толщина проката, мм Временное сопротивление разрыву σВ , МПа Предел текучести σТ , МПа Относительное удлинение δ5 , % Ударная вязкость КСU, Дж/см², при температуре, ºC
+20 -40 -70
10-20 21-32 470 460 325 305 21 59 34 29

Сварные конструкции используемые в качестве несущих элементов при возведении зданий и сооружений относятся ко II группе ответственности, т.к., их разрушение в процессе эксплуатации может привести к большим материальным затратам.

II группа ответственности требует повышенного внимания к качеству выполнения работ всего производственного цикла (от заготовки материала до обьёма окончательного контроля изделия).

Учитывая особенности конструкции изделия, материал входящих деталей, а также годовую программу выпуска (2000 шт.) наиболее оптимальным способом изготовления будет полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа.

Сварка в защитных газах является одним из способов дуговой сварки. При этом способе в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. Сварка в защитных газах отличается следующими преимуществами: высокая производительность (в 2. 3 раза выше обычной дуговой сварки), возможность сварки в любых пространственных положениях, хорошая защита зоны сварки от кислорода и азота атмосферы, отсутствие необходимости очистки шва от шлаков и зачистки шва при многослойной сварке; малая зона термического влияния; относительно малые деформации изделий; возможность наблюдения за процессом формирования шва; доступность механизации и автоматизации. Недостатками этого способа сварки являются необходимость принятия мер, предотвращающих сдувание струи защитного газа в процессе сварки, применение газовой аппаратуры, а в некоторых случаях и применение относительно дорогих защитных газов.

Известны следующие 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 очень редко ввиду его большой стоимости. Для сварки ответственных конструкций широко применяется сварка в смеси газов аргона и углекислого газа в соотношении 85% аргона и 15% С02 . Качество этой сварки сталей очень высокое. Питание дуги осуществляют источники постоянного тока с жесткой характеристикой. В последние годы применяются в основном сварные выпрямители серии ВДУ с универсальной внешней характеристикой, т. е. жесткой, либо крутопадающей простым переключением пакетника.

Переменный ток не применяется из-за низкой устойчивости процесса горения дуги, плохого формирования и плохого качества шва. Напряжение на дуге при сварке в С02 должно быть не более 30 В, так как с увеличением напряжения и длины дуги увеличивается разбрызгивание и окисление. Обычно напряжение дуги — 22— 28 В, скорость сварки — 20-80 м/ч, расход газа 7—20 л/мин. Сварка в С02 с проволокой дает провар более глубокий, чем электроды, поэтому при переходе с ручной сварки оправданным считается уменьшение катетов примерно на 10%. Это объясняется повышенной плотностью тока на 1 мм 2 электродной проволоки.Основные элементы режима сварки в С02 в табл.1.

Типовые параметры режима сварки в С02

Диаметр проволоки, м Сварочный ток, А Скорость подачи проволоки м/ч Напряжене на дуге, В Расход газа, л/мин Вылет проволоки, мм
0,8 50—110 устанавл. подбором под режим 18—20 5—7 6—12
1,0 70—150 19—21 7—9 7—13
1,2 90—230 21—25 12—15 8—15
1,6 150—300 23—28 12—17 13—20

Сварку в углекислом газепроизводят почти во всех пространственных положениях, что очень важно при производстве строительно-монтажных работ. Сварку осуществляют при питании дуги постоянным током обратной полярности. При сварке постоянным током прямой полярности снижается стабильность горения дуги, ухудшается формирование шва и увеличиваются потери электродного металла на угар и разбрызгивание. Однако коэффициент наплавки в 1,6. 1,8 раза выше, чем при обратной полярности. Это качество используют при наплавочных работах Листовой материал из углеродистых и низколегированных сталей успешно сваривают в углекислом газе; листы толщиной 0,6. 1,0 мм сваривают с отбортовкой кромок. Допускается также сварка без отбортовки, но с зазором между кромками не более 0,3. 0,5 мм. Листы толщиной 1,0. 8,0 мм сваривают без разделки кромок; при этом зазор между свариваемыми кромками должен быть не более 1 мм. Листы толщиной 8. 12 мм сваривают V-образным швом, а при больших толщинах — Х-образным швом. Перед сваркой кромки изделия должны быть тщательно очищены от грязи, краски, окислов и окалины. Сварочный ток и скорость сварки в значительной степени зависят от размеров разделки свариваемого шва, т. е. от количества наплавляемого металла. Напряжение устанавливается таким, чтобы получить устойчивый процесс сварки при возможно короткой дуге (1,5. 4,0 мм). При большей длине дуги процесс сварки неустойчивый, увеличивается разбрызгивание металла, возрастает возможность окисления и азотирования наплавляемого металла.

Рис. 2. Движение электрода во время сварки в углекислом газе при выполнении многослойного шва

На рисунке показаны движения электрода во время сварки в углекислом газе при выполнении многослойного шва. Рекомендуется для снижения опасности образования трещин первый слой сваривать при малом сварочном токе. Заканчивать шов следует заполнением кратера металлом. Затем прекращается подача электродной проволоки и выключается ток. Подача газа на заваренный кратер продолжается до полного затвердевания металла.

В состав технологического оборудования, необходимого для выполнения сварочных работ при дуговой механизированной сварке в защитных газах входят:

· приборы газовой магистрали;

· сварочный аппарат (полуавтомат).

Источником питания(ИП) сварочной дуги называют устройство, которое обеспечивает необходимый род и силу тока дуги.

Источник питания и сварочная дуга образуют взаимосвязанную энергетическую систему, в которой ИП выполняет следующие основные функции: обеспечивает условия начального возбуждения (зажигания) дуги, ее устойчивое горение в процессе сварки и возможность производить настройку (регулирование) параметров режима.

источник

Оборудование для ручной и механизированной сварки в защитных газах

Односторонняя сварка автоматами на медном перемещающемся ползуне.

Этот способ был разработан в ИЭС им. Патона и был внедрён в производство в виде автомата ТС-32 (Рис.6.7.) и ТС-44. Это способ сварки листов по повышенному зазору с применением подвижного охлаждаемого медного ползуна, закреплённого на тележке, которая с помощью специального ножа соединялась со сварочным трактором через зазор между свариваемыми листами. Одно из требований при таком способе сварки – сохранение постоянным начального зазора между листами. Это достигалось наличием сборочных скоб, устанавливаемых поперёк будущего сварного шва через 800 – 1200 мм и которые в процессе сварки должны удаляться. Такие автоматы позволяли сваривать листы полотнищ толщиной до 12 мм. Позже в ЦНИИ ТС был разработан аналог этих автоматов — автомат типа «Бриг». Существенным недостатком этого высокопроизводительного способа сварки явилось наличие сверхнормативных остаточных местных сварочных деформаций типа «волнистости» (потеря устойчивости) на толщинах 4-6 мм и «домиков» на толщинах 8-12 мм по концам стыковых соединений на длине 800 – 1200 мм. Несмотря на этот недостаток, стоимость сборки листов полотнищ снизилась в 2 раза, а стоимость сварки – в 1,5 раза.

Полуавтоматы. Установки для сварки полуавтоматами типа ПШ-5 (ПШ-5У), ПШ-54 под слоем флюса в настоящее время в судостроении не применяются в силу их недостатков – значительный вес держателя (из-за бункера с флюсом), малый запас флюса, невозможность плавного регулирования скорости подачи проволоки.

Отечественная промышленность располагает большим числом различных автоматов и полуавтоматов для сварки в защитных газах. В судостроении находят применение автоматы для сварки плавящимся электродом: АДПГ-500, АДСП-1, ТС-35 и неплавящимся (вольфрамовым) электродом – АДСВ-2.

Автомат АДПГ-500 предназначен для сварки плавящимся стальным электродом в среде защитных газов (СО2, Аr, Hе) стыковых и угловых швов в нижнем положении. В комплект установки входят источник питания сварочной дуги ( преобразователь типа ПСГ-500), шкаф управления, сварочный трактор и газовая аппаратура. Сварочный трактор имеет детали, унифицированные с автоматом АДФ-500. Трактор – малогабаритный предназначен для сварки тонкой электродной проволокой диаметром 0,8 – 2 мм при силах тока 150 – 500 а. Скорость сварки может изменяться в пределах 15 – 70 м/ч, а скорость подачи проволоки 90 – 960 м/ч. Трактор может перемещаться по изделию. Газовая аппаратура состоит (Рис.6.8.) из баллона с защитным газом, редуктора, ротаметра (расходомер газа) и соединительных шлангов. При сварке в среде СО2 в состав газовой системы включают осушитель и подогреватель газа. Грелка с водяным охлаждением обеспечивает подачу защитного газа в пределах 600 — 1500 л/ч.

На судостроительных заводах сварку плавящимся электродом в защитных газах наиболее широко применяют как полуавтоматическую с применением полуавтоматов ПДПГ-300, ПДПГ-500, А-537Р, «Гранит» и «Нева» и др.

Полуавтоматы ПДПГ-300 и ПДПГ-500 – в состав установки входят источник сварочного тока (типа ПСГ-350 или ПСГ-500), шкаф управления, подающий механизм с гибкими шлангами и сварочными пистолетами и газовая аппаратура (Рис.6.8).

Подающий механизм обеспечивает подачу проволоки диаметром 0,8- 2,0 мм со скоростью до 960 м/ч. Полуавтоматы предназначены для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов стыковых и угловых швов в любых пространственных положениях. Полуавтомат А-547Р (А-547, А-547У) предназначен для сварки в среде углекислого газа; создан в ИЭС им. Патона. Особенность полуавтомата – облегчённый пистолет с коротким шлангом длиной от 0,8 до 1 м (Рис.6.9). Полуавтомат рассчитан на электродную проволоку диаметром 0,Ю8 – 1,0 мм и предназначен для сварки тонколистовой стали толщиной до 3 мм и угловых швов катетом 4 мм в углекислом газе.

Для сварки титановых сплавов применяют автоматы типа АДС-1000-2М, АДС-1000-2В, АСУ-4МВ и полуавтоматы ПГТ-2, «Ритм», «Темп» и др.

Оборудование для ручной и механизированной сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов.При этом способе сварки в качестве неплавящегося электрода используют вольфрамовые прутки, содержащие 1,5 -2% окиси лантана или иттрия, которые улучшают эмиссию электронов с электрода, что повышает устойчивость горения дуги. Наиболее широк этот способ применяется для сварки цветных металлов и сплавов и для нержавеющих сталей. Во многих случаях сварочная дуга питается от источника переменного тока, что объясняется следующим.

При сварке алюминия и его сплавов на его основе, а также магниевых сплавов, для разрушения тугоплавкой окисной плёнки, образующейся на поверхности сварочной ванны, необходима обратная полярность (минус на изделии), так как только при таком включении эмиссия электронов с изделия (катода) будет разрушать поверхностную плёнку окислов; сварку можно выполнять качественно при условии указанной очистки сварочной ванны. В тоже время, при обратной полярности вольфрамовый электрод чрезмерно нагревается. Во избежание его расплавления, сварочный ток приходится 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 в этом случае неизбежно появление составляющей постоянного тока Iо(Рис.6.10.) в связи с тем, что электродами являются различные металлы (один электрод – вольфрам, другой – алюминий).

Более интенсивная эмиссия электронов с вольфрамового электрода обусловливает появление несимметричной синусоиды переменного тока, из которой можно выделить постоянную составляющую. Составляющая постоянного тока имеет прямую полярность, что ухудшает качество сварного соединения (затрудняет разрушение плёнок, уменьшает глубину проплавления, ухудшает стабильность дуги). Исследования показали [ 4,5 ], что включение в последовательную сварочную цепь балластных реостатов или ёмкости уменьшает или полностью устраняет составляющую постоянного тока. Поэтому при сварке (механизированной или ручной) алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом питание сварочной цепи осуществляют, как правило, переменным током (Рис.6.8,б).

В состав установки входят: источник тока – сварочный трансформатор 1; дроссель для регулирования силы сварочного тока 2; осциллятор для стабилизации дуги 3; балластный реостат 4 для уменьшения составляющей постоянного тока; газо -электрическая горелка 5 с вольфрамовым электродом, газовая система, включающая баллон с аргоном 6 , редуктор 7, ротаметр 8 и шланги для подвода аргона. В ручном варианте газо-электрическую горелку перемещают вручную. Укрепив на тракторе и включив в состав установки шкаф управления, можно сварку вести автоматически. Установки типа УДАР-300 и УДАР-500, а также УДГ-301 и УДГ-501 применяют в судостроении. Для устранения составляющей постоянного тока в сварочную цепь этих установок включены конденсаторные батареи и имеется электронный стабилизатор напряжения. Диаметр вольфрамового электрода – 2-6 мм. В судостроение в настоящее время очень широко применяется автомат АДСВ-2, который предназначен для автоматической сварки нержавеющих сталей и цветных металлов и сплавов неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона. Сварочный ток до 400 а, скорость сварки 10-80 м/ч, диаметр присадочной проволоки – 1-2,5 мм, скорость её подачи до 800 м/ч.

Гибридная лазерно-дуговая сварка. Основные принципы.Применение дугового разряда как одного из самых распространённых и дешёвых видов источников тепла для сварки наталкивается на существенные трудности, связанные с недостаточной концентрацией энергии в электродуговой плазме и неустойчивостью горения дуги при высоких скоростях сварки [ 1, 3 ]. Поэтому на данный момент всё большее развитие получают гибридные ( помесь) способы сварки, к которым можно отнести и лазерно-дуговую сварку. Данная технология была получена объединением технологий лазерной сварки и сварки в среде защитных газов. На Рис.6.11 показаны основные методы реализации гибридно-дуговой сварки.

Процесс гибридной сварки может быть реализован по двум схемам – в первой схеме луч лазера и дуга действуют с разных сторон, во второй схеме воздействие дуги и луча осуществляется с одной стороны по отношению направлению сварки и нормали к поверхности металла. На данный момент, в силу сложности изготовления оборудования, соответствующего первой схеме, при сварке используется вторая схема. Процесс лазерно-дуговой сварки может осуществляться как неплавящимся так и плавящимся электродом. При использовании неплавящегося электрода дуга зажигается впереди по ходу сварки. Дуга прогревает металл и расплавляет его верхний слой, а лазерный осуществляет глубокое проплавление. При использовании плавящегося электрода электрическую дугу зажигают позади сфокусированного излучения, которое проплавляет только соприкасающиеся части металла. Основой системы гибридной сварки является специальная сварочная горелка, включающая в себя как лазерную оптику, так и горелку для сварки в среде защитных газов (Рис. 6.12).

Схематичное представление метода гибридной лазерно-дуговой сварки показано на Рис.6.13.

При гибридной сварке помимо лазерного излучения на сварочную ванну воздействует сварочная дуга, которая является дополнительным источником энергии, привносимой в сварочную ванну. Минимальная мощность лазера должна быть более 500Вт [2, 3].

Гибридная лазерно-дуговая сварка реализует технологический процесс, в котором взаимно усиливаются преимущества каждого из методов сварки и уменьшаются недостатки, что приводит к расширению технологических возможностей. Применение такого вида сварки – перспективно для судостроения.

Установки для механизированной сварки вертикальных швов. Применение ЭШС.При современных методах постройки корпусов судов из крупных секций или блоков наиболее ответственными являются швы монтажных соединений (межсекционные стыки), которые часто сваривают вручную за несколько проходов ( при толщинах более 15 мм). Это очень трудоёмкий и затратный процесс. В настоящее время на многих судостроительных заводах применяют автомат типа А-433М, (модернизированный для электрошлаковой сварки), разработанный специально для судостроения. Нашли применение также автоматы А-820М, А-612, А-681 и др.

Автомат А-433М (Рис.6.14.) – одноэлектродный перемещающийся по монорельсу, на котором укреплена зубчатая рейка.

На каретке автомата смонтированы сварочная головка, бункер с флюсом и пульт управления. Автомат имеет электромотора: один для вертикального перемещения каретки со скоростью 2,5-20 м/ч и второй для подачи электродной проволоки в шлаковую ванну с постоянной скоростью, которую можно регулировать в пределах 68-430 м/ч. Для формирования шва имеются два медных ползуна или формирующий ползун и подкладная планка, охлаждаемые водой. Сварочная головка автомата установлена на сдвоенном суппорте, что позволяет корректировать положение электрода по ширине и толщине стыка. Автомат рассчитан на применение проволоки диаметром 3 мм при силе тока до 12000 а и предназначен для сварки стали толщиной до 60 мм. В качестве источника питания сварочной цепи используют электромашинный преобразователь ПСМ-1000 с жёсткой внешней характеристикой. В настоящее время вместо этого автомата чаще начали применять автоматы типа А-820М, который предназначен для ЭШС вертикальных швов металла толщиной 18-50 мм. В связи с особой ответственностью монтажных швов корпуса, очень важное значение имеет стабильность качества ЭШС. Особенность подготовки таких соединений под сварку – их кромки не имеют скоса. Сборку с заданным зазором выполняют при помощи скоб (Рис. 6.15.) после обрезки припуска по монтажному стыку.

Для сварки крестообразных соединений набора (флоры и стрингеры) высоких днищевых секций в настоящее время применяют четырёхголовочные (работа одновременно четырёх дуг) автоматы типа «Балтия».

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Adblock
detector