Zavarivanje zaštitnim plinom: načini, tehnologija, primjena, gost

Tehnologije zavarivanja operacije u primjeni danas se metalnim gredicama omogućuje postizanje visoke razine organizacije procesa u smislu sigurnosti, ergonomije i funkcionalnosti. O tome svjedoči širenje poluautomatske i robotske opreme za obavljanje osnovnih tehnoloških radnji u toplinskom spajanju dijelova. Paralelno s tim, povećavaju se i zahtjevi za kvalitetom šavova. U tom smjeru, zavarivanje zaštitnim plinom omogućuje postizanje najvećeg uspjeha, što osigurava mogućnost izolacije radnog područja od negativnih utjecaja atmosferskog zraka.

Bit tehnologije

Postupak zavarivanja u zaštitnom plinskom mediju derivat je kombiniranja nekoliko metoda toplinski učinak na metale s mogućnošću strukturnog spajanja obradaka. Prije svega, ova se metoda temelji na lučnoj metodi zavarivanja, koja sama po sebi daje optimalne mogućnosti upravljanja elektrodama i površinama ciljnih dijelova s konstrukcijama. U ovom formatu korisnik može zauzeti bilo koji prostorni položaj pomoću mobilne i kompaktne opreme. Sve se to odnosi na organizacijsku ergonomiju radnog događaja, a suština elektrokemijskih procesa zavarivanja u zaštitnom plinu otkriva se specifičnostima okruženja u kojem se operacija izvodi. Prvo moramo naglasiti važnost zaštite zavarenog bazena od negativnih učinaka atmosferskog zraka. Izravni kontakt taline obratka s kisikom dovodi do stvaranja troske na površini, oksidacije premaza i nekontroliranog legiranja metalne strukture. Sukladno tome, kako bi se isključili takvi utjecaji, koriste se posebni izolatori-premazi, rasuti materijali poput fluksa i plin koji se u radno područje uvodi posebnom opremom. Potonja metoda zaštite određuje značajke razmatrane metode proizvodnje zavarivanja.

Opća pravila zavarivanja prema GOST 14771-76

Prema navedenom gost-u, ovom metodom zavarivanja moguće je izvesti jednostrane i dvostrane šavove pomoću čeonih, kutnih, t-i preklapajućih spojeva. Što se tiče glavnih parametara procesa, oni uključuju sljedeće:

• Debljina dijelova-raspon od 0,5 do 120 mm.
• Dopuštena pogreška pri zavarivanju dijelova debljine 12 mm – od 2 do 5 mm.
• Nagib površine šava dopušten je samo ako se osigura glatki prijelaz s jednog obratka na drugi.
• Pri zavarivanju dijelova sa značajnom razlikom u debljini, kosina se prethodno izvodi u smjeru od većeg obratka do malog.
• Konkavnost i konveksnost kutnih šavova u skladu s tolerancijama gost 14771-76 ne bi trebali biti veći od 30% noge oblikovanog kuta, ali istodobno se uklapaju u 3 mm.
• Količina dopuštenog pomicanja rubova prije međusobnog zavarivanja ovisi o debljini dijelova. Na primjer, u slučaju elemenata debljine do 4 mm, ovaj pokazatelj je oko 0,8-1 mm, a ako govorimo o prazninama od 100 mm, tada će se udaljenost pomaka morati uklopiti u 6 mm.

Korišteni plinovi za zavarivanje

Sa stajališta zavarivanja, svi plinski mediji dijele se na inertne i aktivne. Budući da je glavni zadatak plinske smjese izolacijska funkcija, najvrjedniji su mediji koji ni na koji način ne utječu na obrađeni metal. Takve smjese uključuju inertne monoatomske tvari poput helija i argona. Iako se, u skladu s GOST-om, zavarivanje u zaštitnim plinovima mora izvoditi u okruženju ugljičnog dioksida, a dopuštene su i kombinacije s mješavinama kisika. Što se tiče aktivnih plinova, oni mogu utjecati na metal i u rastaljenom i u čvrstom stanju. Prisutnost plinova u molekularnoj strukturi metala općenito se smatra nepoželjnom, ali postoje iznimke zbog specifičnosti takvih kombinacija u različitim uvjetima.

Priroda utjecaja plinskog medija na metal

Odmah je vrijedno naglasiti negativni utjecaji plin pri elektrolučnom zavarivanju na gredicama. Tijekom hlađenja i jakog zagrijavanja, plinske tvari otopljene u molekularnoj strukturi mogu uzrokovati stvaranje pora, što logično smanjuje kvalitete čvrstoće proizvoda. S druge strane, atomi vodika i kisika mogu budite korisni u budućim tehnološkim operacijama vezanim uz doping. I to da ne spominjemo prednosti aktivnog zaštitnog plina u zavarivanju austenitnih legura i čelika, koje je teško podvrgnuti topljenju ako se koriste inertne izolacijske smjese. Kao rezultat toga, problem tehnologa prije nije u odabiru odgovarajuće mješavine plina, već u stvaranju uvjeta koji bi mogli biti minimizirati štetne učinke aktivnog plina na zavareni bazen i istovremeno zadržati pozitivne učinke topljivosti.

Tehnika postupka zavarivanja

Izvor električne struje dovodi se na Dio za zavarivanje i elektrodu, koji će se kasnije koristiti za stvaranje i održavanje luka za zavarivanje. Od trenutka paljenja luka, operater mora održavati optimalnu udaljenost između elektrode i formiranog bazena za zavarivanje, uzimajući u obzir temperaturne pokazatelje i područje pokrivanja toplinskog utjecaja. Paralelno, plin se dovodi u radno područje pomoću plamenika iz spojenog cilindra. Oko luka se stvara plinska izolacija. Intenzitet stvaranja šava ovisit će o konfiguraciji mjesta rubova i debljini proizvoda. Općenito, udio osnovnog metala u strukturi zavara koji nastaje zavarivanjem u zaštitnom plinu je 15-35 %. Dubina radnog područja može doseći 7 mm, a pokazatelji njegove duljine i širine - od 10 do 30 mm.

Glavna oprema za zavarivanje u plinskom okruženju

Skup uređaja za ovu vrstu operacije ovisi o načinima i formatu proizvodnje zavarivanja. Izravno tehničku bazu čine poluautomatski strojevi, viseće glave za zavarivanje, izvori napajanja, ispravljači i složeni automatski moduli s držačima elektroda, koji maksimalno štede operatera od izvođenja tipičnih manipulacija. Danas je naglasak na mehaniziranom zavarivanju u zaštitnom plinu, čija se infrastruktura također formira plinovodom, plamenicima, uređajima za prikladno postavljanje opreme u različite položaje itd. d. U velikim industrijama organiziraju se posebna radna mjesta s potrebnim skupom tehničkih sredstava za zavarivanje. Suprotno tome, optimizirani format za izvršavanje takvih zadataka u kućni uvjeti zahtijeva upotrebu samo kompaktnog pretvarača s pretvaračima i plinskim cilindrom s opremom za regulaciju opskrbe.

Pomoćna oprema

Dodatna tehnička sredstva i uređaji pretežno obavljaju komunikaciju između glavne opreme, a također omogućuju rješavanje sekundarnih zadataka koji nisu izravno povezani sa zavarivanjem. Takvi uređaji uključuju:

• Infrastruktura plinskog cilindra, koja uključuje zavojnice, reduktore, grijače, kućište itd. d.
• Alat za skidanje i separatori dizajnirani za uklanjanje proizvodi izgaranja u radnom području. To se posebno odnosi na postupke zavarivanja u zaštitnim plinovima s netopljivom elektrodom, čija talina nije izravno uključena u strukturu proizvoda. I tijekom operacije i nakon nje može biti potrebno brušenje šava.
• Odvlaživač zraka. Eliminira i regulira vlagu koja se nalazi u ugljičnom dioksidu. Vrsta sušilice koja radi pri visokim ili niskim tlakovima.
• Uređaji za filtriranje. Čiste protoke plina od neželjenih krutina, a istovremeno osiguravaju čistoću zavara.
• Mjerna oprema. Obično se koriste manometri za praćenje pokazatelja istog tlaka i mjerača protoka plina.

Načini zavarivanja i njihovi parametri

Pristupi organizaciji postupka zavarivanja u ovom se slučaju razlikuju u nekoliko kriterija, što nam u konačnici omogućuje da razgovaramo o dodjeli različitih načina rada. Na primjer, metode se razlikuju po principu tehničkog izvršavanja zadatka-ručni, poluautomatski i automatski. U detaljnijem proračunu načina zavarivanja u zaštitnim plinovima uzimaju se u obzir sljedeći parametri:

• Amperaža-raspon od 30 do 550 a. Općenito, većina tipičnih operacija zahtijeva povezivanje izvora od 80-120 a.
• Debljina elektrode – od 4 do 12 mm.
• Napon – od 20 do 100 vata u prosjeku.
• Brzina zavarivanja – od 30 do 60 m / h.
• Potrošnja plinske smjese – od 7 do 12 l / min.

Izbor specifičnih pokazatelja uvelike ovisi o vrsti metala, debljini obratka, uvjetima izvođenje operacije i zahtjevi za formirani spoj.

Ručno zavarivanje

Vještine rukovatelja i performanse elektroda igraju ključnu ulogu u procesu. Zavarivač drži gotovo cijeli postupak pod svojom kontrolom, orijentirajući luk u odnosu na radnu površinu i prateći parametre opskrbe plinskom smjesom iz cilindra. Što se tiče radnih pokazatelja, gustoća i jačina struje, kao i duljina puta zavarivanja, doći će do izražaja. Kod ručnog zavarivanja u zaštitnom plinu najčešće se izvodi nekoliko prolaza, posebno ako se obrađuje debeli obradak. U drugim slučajevima, povećanje broja prolaza povezano je s potrebom za korekcijom šava, promjenom njegove duljine i karakteristikama površine.

Poluautomatsko zavarivanje

Danas je to najpopularniji način proizvodnje zavarivanja u zaštitnom okruženju. Glavna razlika između ove metode i ručne je prisutnost mehanizacijskih elemenata s ispravljačima i mogućnost automatskog dovoda žice iz posebne zavojnice. Kod poluautomatskog zavarivanja u zaštitnom plinu, operater ne treba prekidati zamjenu potrošnog materijala, ali tehnika interakcije luka s površinom obratka i dalje ovisi o korisniku. Operator prati proces formiranja spoj za zavarivanje, podešavanje trenutnih parametara, promjena kuta nagiba itd. d.

Automatsko zavarivanje

Potpuno mehanizirani postupak zavarivanja, u kojem korisnik može samo neizravno utjecati na parametre opskrbe potrošnog materijala, mješavine plina i fluksa u prahu. Tehnički, operaciju pružaju multifunkcionalne stanice i platforme s robotskom opremom. U visoko specijaliziranim modernim industrijama za automatsko zavarivanje u zaštitnom plinu koristi se takozvani traktor, u čijem su dizajnu predviđene sve potrebne funkcionalne jedinice. Ovo je mobilni stroj koji se tijekom postupka zavarivanja kreće duž linije šava i istovremeno usmjerava zaštitne smjese u područje zavarivanja. Obvezna komponenta takvih modula je upravljačka jedinica, u kojoj je u početku postavljen skup algoritama s radnjama za svako izvršno tijelo.

Zaključak

Korištenje metoda zaštite zavarenog bazena od kisika omogućuje, ako ne i potpuno uklanjanje, minimiziranje karakterističnih nedostataka tijekom formiranja šava. To se odnosi na nedostatak prodora, pukotina, opeklina, priljeva i drugih nedostataka koji mogu nastati zbog kontakta rastaljene površine obratka s otvorenim zrakom. Prednosti zavarivanja zaštitnim plinovima u odnosu na tehniku fluksa uključuju nepostojanje potrebe za uklanjanjem mulja u radnom području. Istodobno se čuvaju i druge pozitivne kvalitete postupka, poput mogućnosti vizualnog promatranja kvalitete formiranog spoja. Ako govorimo o nedostacima metode, tada su njezini negativni čimbenici toplinsko i svjetlosno zračenje luka, što zahtijeva posebne mjere u pogledu osobne zaštite zavarivača.