Svetsning i skyddsgas: lägen, teknik, applikation, GOST

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Teknik för implementering av svetsoperationer i förhållande till metallarbetsstycken gör det idag möjligt att uppnå en hög organisationsnivå av processen vad gäller säkerhet, ergonomi och funktionalitet. Detta bevisas av spridningen av halvautomatisk och robotisk utrustning för att utföra de viktigaste tekniska stegen i termisk sammanfogning av delar. Parallellt med detta växer också kraven på kvaliteten på sömmarna. I denna riktning kan den största framgången uppnås genom att svetsa in skyddsgas, vilket ger möjligheten att isolera arbetsområdet från de negativa effekterna av atmosfärisk luft.

Teknikens väsen

Svetsprocessen i en skyddande gasmiljö är ett derivat av kombinationen av flera metoder för termisk verkan på metaller med möjlighet till strukturell anslutning av arbetsstycken. Först och främst är denna metod baserad på bågsvetsmetoden, som i sig ger optimal kontroll över elektroder och ytor på måldelar med strukturer. I detta format kan användaren ockupera vilket utrymme som helstpositioner med mobil och kompakt utrustning. Allt detta gäller den organisatoriska ergonomin för arbetsevenemanget, och kärnan i de elektrokemiska processerna för svetsning i skyddsgas avslöjas av detaljerna i den miljö där operationen utförs. Till att börja med är det nödvändigt att betona vikten av att skydda svetsbadet från de negativa effekterna av atmosfärisk luft. Direkt kontakt av ämnessmältan med syre leder till bildning av slagg på ytan, oxidation av beläggningen och okontrollerad legering av metallstrukturen. Följaktligen, för att utesluta sådana effekter, används speciella isolatorer - beläggningar, bulkmaterial som flussmedel och gas, som införs i arbetsområdet med specialutrustning. Den sista skyddsmetoden bestämmer egenskaperna hos den övervägda metoden för svetsproduktion.

Allmänna regler för svetsning enligt GOST 14771-76

Enligt den specificerade GOST kan denna svetsmetod användas för att utföra ensidiga och tvåsidiga sömmar med hjälp av stum-, hörn-, T- och överlappsfogar. När det gäller processens huvudparametrar inkluderar de följande:

• Delarnas tjocklek – sträcker sig från 0,5 till 120 mm.
• Tillåtet fel vid svetsning av delar med en tjocklek på 12 mm - från 2 till 5 mm.
• Sömytans lutning är endast tillåten om en mjuk övergång från ett arbetsstycke till ett annat säkerställs.
• Vid svetsning av delar med en betydande skillnad i tjocklek, utförs en avfasning preliminärt i riktningen från ett större arbetsstycke till ett litet.
• Konkavitet och konvexitet av kälsvetsar enltoleranserna för GOST 14771-76 bör inte vara mer än 30 % av benet på den vinkel som bildas, men samtidigt passa inom 3 mm.
• Mängden tillåten förskjutning av kanterna före svetsning i förhållande till varandra beror på delarnas tjocklek. Till exempel, i fallet med element upp till 4 mm tjocka, är denna siffra cirka 0,8-1 mm, och om vi talar om 100 mm ämnen, måste offsetavståndet passa in i 6 mm.

Begagnade svetsgaser

Från svetssynpunkt är alla gasformiga medier uppdelade i inerta och aktiva. Eftersom gasblandningens huvuduppgift är den isolerande funktionen, är de mest värdefulla medierna som inte påverkar metallen som bearbetas. Sådana blandningar inkluderar inerta monoatomiska ämnen som helium och argon. Även om, i enlighet med GOST, svetsning i skyddsgaser måste utföras i en koldioxidmiljö, och kombinationer med syreblandningar är också tillåtna. När det gäller aktiva gaser kan de påverka metallen både i smält och i fast tillstånd. Närvaron av gaser i en metalls molekylära struktur anses allmänt vara oönskad, men det finns undantag på grund av de specifika egenskaperna hos sådana kombinationer under olika förhållanden.

Typen av påverkan från gasmiljön på metallen

Det är genast värt att betona de negativa effekterna av gas vid bågsvetsning på arbetsstycken. Under kylning och stark uppvärmning kan gasämnen lösta i molekylstrukturen orsaka bildning av porer, vilket logiskt sett minskarproduktens hållfasthetsegenskaper. Å andra sidan kan väte- och syreatomer vara användbara i framtida dopningsoperationer. Och detta för att inte tala om användbarheten av aktiv skyddsgas vid svetsning av austenitiska legeringar och stål, som är svåra att smälta om inerta isoleringsblandningar används. Som ett resultat ligger problemet för teknologer snarare inte i att välja rätt gasblandning, utan i att skapa förhållanden som skulle kunna minimera de skadliga effekterna av den aktiva gasen på svetsbadet och samtidigt bevara de positiva effekterna av löslighet.

Svetsprocessteknik

En källa för elektrisk ström tillförs arbetsstycket och elektroden, som senare kommer att användas för att skapa och underhålla svetsbågen. Från ögonblicket för antändning av bågen måste operatören upprätthålla det optimala avståndet mellan elektroden och den bildade svetsbassängen, med hänsyn till temperaturindikatorer och området som täcks av termiska effekter. Parallellt tillförs gas till arbetsområdet med hjälp av en brännare från en ansluten cylinder. Gasisolering bildas runt bågen. Intensiteten av bildandet av sömmen kommer att bero på konfigurationen av platsen för kanterna och tjockleken på produkterna. Som regel är andelen basmetall i svetskonstruktionen, som bildas vid svetsning i en skyddsgas, 15-35%. Djupet på arbetsområdet i detta fall kan nå 7 mm, och indikatorerna för dess längd och bredd - från 10 till 30 mm.

Utrustning för gassvetsning

En uppsättning enheter för sådanatyp av operationer beror på svetsproduktionssätten och -formatet. Den tekniska basen bildas direkt av halvautomatiska enheter, upphängda svetshuvuden, strömkällor, likriktare och komplexa automatiska moduler med elektrodhållare, som maxim alt räddar operatören från att utföra typiska manipulationer. Tyngdpunkten i dag ligger på mekaniserad svetsning i skyddsgas, vars infrastruktur också bildas av en gasledning, brännare, anordningar för bekväm placering av utrustning i olika positioner etc. Specialposter är organiserade i stora industrier med den nödvändiga uppsättningen tekniska utrustning för svetsning. Omvänt kräver ett optimerat format för att utföra sådana uppgifter hemma endast en kompakt växelriktare med omvandlare och en gasflaska med utrustning för flödeskontroll.

Tillbehör

Ytterligare tekniska medel och enheter utför huvudsakligen kommunikation mellan huvudutrustningen och tillåter även att lösa sekundära uppgifter som inte är direkt relaterade till svetsning. Dessa enheter inkluderar:

• Gascylinderinfrastruktur, som inkluderar spolar, reducerare, värmare, hölje, etc.
• Rengöringsverktyg och separatorer utformade för att ta bort förbränningsprodukter i arbetsområdet. Detta gäller särskilt för svetsoperationer i skyddsgaser med en icke förbrukningsbar elektrod, vars smälta inte direkt ingår i produktens struktur. Både under och efter operationenSömslipning kan behövas.
• Torktumlare. Eliminerar och reglerar fukt som finns i koldioxid. Ett slags torkmedel som fungerar vid höga eller låga tryck.
• Filtreringsenheter. Rengör gasströmmar från oönskade fasta ämnen, och säkerställer också en ren svets.
• Mätutrustning. Typiskt används tryckmätare för att spåra indikatorer för samma tryck- och gasflödesmätare.

Svetslägen och deras parametrar

Tillvägagångssätt för organisationen av svetsprocessen skiljer sig i det här fallet enligt flera kriterier, vilket i slutändan tillåter oss att prata om tilldelningen av olika driftsätt. Till exempel skiljer sig metoderna enligt principen för det tekniska utförandet av uppgiften - manuell, halvautomatisk och automatisk. I en mer detaljerad beräkning av svetslägen i skyddsgaser beaktas följande parametrar:

• Current - sträcker sig från 30 till 550 A. Som regel kräver de flesta typiska operationer anslutning av källor på 80-120 A.
• Elektrodtjocklek - från 4 till 12 mm.
• Spänning - 20 till 100 W i genomsnitt.
• Svetshastighet - från 30 till 60 m/h.
• Förbrukning av gasblandning - från 7 till 12 l/min.

Valet av specifika indikatorer beror till stor del på typen av metall, arbetsstyckets tjocklek, arbetsförhållandena och kraven för den formade fogen.

Manuell svetsning

Nyckelrollen i processen spelas av operatörens skicklighet och elektrodens egenskaper. Nästan alla svetsarehåller processen under sin kontroll, orienterar bågen i förhållande till arbetsytan och övervakar parametrarna för gasblandningstillförseln från cylindern. När det gäller prestanda kommer tätheten och strömstyrkan, samt längden på svetsbanan att komma i förgrunden. Vid manuell svetsning i skyddsgas utförs oftast flera pass, speciellt om ett tjockt arbetsstycke bearbetas. I andra fall är en ökning av antalet genomgångar förknippad med behovet av att korrigera svetsen, ändra dess längd och beläggningens egenskaper.

Halvautomatisk svetsning

I dag är detta det mest populära sättet för svetsproduktion i en skyddande miljö. Huvudskillnaden mellan denna metod och den manuella är närvaron av mekaniseringselement med likriktare och möjligheten till automatisk trådmatning från en speciell spole. Med halvautomatisk svetsning i skyddsgas behöver operatören inte avbrytas för att byta förbrukningsvaror, men tekniken för interaktion mellan bågen och arbetsstyckets yta är fortfarande upp till användaren. Operatören övervakar processen för att bilda svetsfogen, korrigera de aktuella parametrarna, ändra lutningsvinkeln, etc.

Automatisk svetsning

Fullmekaniserad svetsprocess, där användaren endast indirekt kan påverka tillförselparametrarna för förbrukningsvaror, gasblandning och pulverflöde. Tekniskt sett tillhandahålls driften av multifunktionella stationer och plattformar med robotutrustning. På högspecialiserade moderna produktionsanläggningar för automatisk svetsning i skyddsgasden så kallade traktorn används, vars design ger alla nödvändiga funktionella enheter. Detta är en mobil maskin som rör sig under svetsprocessen längs sömbildningslinjen och samtidigt styr den skyddande blandningen in i svetszonen. En obligatorisk komponent i sådana moduler är styrenheten, som initi alt innehåller en uppsättning algoritmer med åtgärder för varje verkställande organ.

Slutsats

Användningen av metoder för att skydda svetsbassängen från syre tillåter, om inte helt eliminering, att minimera karakteristiska defekter i sömmen. Detta gäller bristande penetrering, sprickor, brännskador, hängande och andra skavanker som kan uppstå på grund av kontakt mellan den smälta ytan av arbetsstycket och öppen luft. Fördelarna med att svetsa i skyddsgaser jämfört med tekniken att använda flussmedel inkluderar frånvaron av behovet av att avlägsna slam i arbetsområdet. Samtidigt bevaras andra positiva egenskaper hos processen, såsom möjligheten till visuell observation av kvaliteten på den bildade föreningen. Om vi pratar om metodens brister, så är dess negativa faktorer den termiska och ljusa strålningen från bågen, vilket kräver tillhandahållande av speciella åtgärder för det individuella skyddet av svetsaren.