Аргонодуговая зварювання, зварювання в геліея, зварювання в інертних газах

1. Застосування інертних газів інертні гази аргон і гелій застосовуються для зварювання хімічно...
2. гелій
3. Особливості аргонодугового зварювання і зварювання в середовищі гелію
4. Аргонодуговая зварювання вуглецевих і легованих сталей
5. Аргонодуговая зварювання міді
6. Аргонодуговая зварювання алюмінію
7. Аргонодуговая зварювання титану

Застосування інертних газів

Наша сеть партнеров Banwar

інертні гази аргон і гелій застосовуються для зварювання хімічно активних металів, при виготовленні конструкцій з жароміцних та корозійних сталей, кольорових металів - алюмінію, міді, титану і їх сплавів, а також у випадках, коли необхідно отримати зварні шви, однорідні за складом з основним і присадним металом.

↑ наверх

Аргон

Аргон газоподібний випускається по ГОСТ 10157-79 трьох сортів в залежності від вмісту домішок (азот, кисень, волога): вищого - з вмістом аргону не менше 99,99%, першого - 99,98%, другого - 99,95%. Аргон вищого сорту рекомендується для зварювання активних металів (титан, цирконій, молібден, ніобій) і їх сплавів. Аргон першого сорту - для зварювання сплавів на основі алюмінію і магнію. Аргон другого сорту - для зварювання нержавіючих, вуглецевих і легованих сталей.

Газоподібний аргон транспортується і зберігається в сталевих балонах при тиску 14,7 МГТА. Балони пофарбовані в сірий колір з написом зеленими буквами «Аргон чистий». Він важчий за повітря і може накопичуватися в погано провітрюваних приміщеннях у статі, знижуючи при цьому вміст кисню в повітрі, що може викликати кисневу недостатність. докладніше >>

↑ наверх

гелій

Гелій випускається по ТУ 51-689-75 двох видів: гелій високої чистоти з вмістом його не менше 99,985% і технічний із вмістом не менше 99,8%. Гелій - безбарвний газ, без запаху неядовіт, добре дифундує через тверді тіла, значно легший за повітря і аргону. Вартість гелію приблизно в шість разів перевищує номінальну вартість аргону, тому він застосовується в основному при зварюванні хімічно чистих і активних матеріалів і сплавів. Газоподібний гелій транспортується і зберігається в сталевих балонах при тиску 14,7 МПа, Балони пофарбовані в коричневий колір з написом білими літерами «Гелій».

Для визначення витрати газу застосовуються ротаметри типу РМ по ГОСТ 13045-8 Г Ротаметри мають паспорт з наведеними в ньому таблицею і градуювальними графіком витрати повітря в літрах на годину або в кубічних метрах на годину. Для перекладу показань стосовно аргону або гелію необхідно значення, наведене на графіку для повітря, помножити на коефіцієнт 0,85 для аргону і на 2,69 для гелію.

↑ наверх

Особливості аргонодугового зварювання і зварювання в середовищі гелію

Аргон і гелій не розчиняються в металі зварювальної ванни і не утворюють хімічних сполук з елементами, що входять до його складу. Для захисту зони зварювання застосовується переважно аргон і рідше гелій. Аргон забезпечує високоефективний захист розплавленого металу і хороше формування шва. Характеристики дуги в аргоні і гелії різні. При однакових токах напруга дуги в гелії вище, ніж в аргоні, і дуга має велику проплавляющей здатність і забезпечує більш рівномірне проплавлення. У аргоні проплавление нерівномірне: більш глибоке в центрі і менше по краях ванни.

Для з'єднання кольорових металів і спеціальних сплавів найбільш ефективна аргоногеліевая зварювання. Співвідношення між аргоном і гелієм в суміші може бути різним. Так, при зварюванні в суміші 65% аргону і 35% гелію забезпечується глибоке проплавлення основного металу, хороше формування шва і зниження розбризкування.

При аргонодугового зварюванні і зварюванні в середовищі гелію хімічний склад металу шва лише незначно змінюється внаслідок випаровування деяких елементів. Однак в металі шва часто спостерігаються пори, викликані забрудненням .. Щоб уникнути цього необхідно стежити за чистотою електродного дроту і місця зварювання основного металу. Зварювані кромки і прилеглі до них ділянки поверхні шириною 20-25 мм повинні бути ретельно очищені від забруднень.

Аргонодуговая зварювання, так само як і зварювання в вуглекислому газі і сумішах активних газів, може здійснюватися в усіх просторових положеннях. При зварюванні у вертикальному, горизонтальному і стельовому положеннях використовується електродний дріт діаметром 1,2 мм, при автоматичного і напівавтоматичного зварювання в нижньому положенні - дріт діаметром 1,2 3.0 мм.

↑ наверх

Аргонодуговая зварювання вуглецевих і легованих сталей

Сварка низьковуглецевих і низьколегованих сталей в аргоні застосовується рідко, так як ці стали добре зварюються під флюсом і в вуглекислому газі, і лише у виняткових випадках, коли потрібне отримання швів високої якості, використовується інертний газ.

При застосуванні чистого аргону для зварювання конструкційних сталей з'єднання характеризуються недостатньою стабільністю і незадовільним формуванням шва. Добавка до аргону невеликої кількості кисню або вуглекислого газу істотно підвищує стійкість горіння дуги і покращує формування шва. Розчиняючись в рідкому металі і накопичуючись переважно на поверхні, кисень значно знижує його поверхневий натяг. Тому для зварювання сталей застосовують не чистий аргон, а суміші з киснем або вуглекислим газом.

Високі технологічні властивості при зварюванні сталей забезпечуються при добавці до аргону до 1-5% кисню. При застосуванні кисню знижується критичний струм, при якому крапельний перенесення переходить в струменевий; дуга горить стабільно, забезпечуючи зварювання невеликих товщини. Кисень сприяє збільшенню щільності металу шва, поліпшенню сплаву, зменшення підрізів і збільшення продуктивності процесу зварювання. Кисень знижує вміст вуглецю в металі шва до нижчого рівня. Надлишок кисню в захисному газі призводить до утворення пір в металі шва.

Для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих сталей може також застосовуватися аргон з добавкою 10 20% вуглекислого газу. Вуглекислий газ сприяє усуненню пористості в швах і поліпшенню формування шва.

Високолеговані успішно зварюються в інертних газах і їх сумішах. При цьому забезпечується висока стабільність дуги і мінімальний чад легуючих елементів. Хімічний склад металу шва регулюється за рахунок застосування дроту потрібного складу. При зварюванні легованих сталей зазвичай застосовується електродний дріт такого ж хімічного складу, як і основний метал. Вибір складу суміші залежить від складу стали і ступеня її легування. Стали, які містять в своєму складі елементи з високою активністю до кисню (алюміній титан цирконій і т. П.) Зварюються в атмосфері інертних газів (аргон, гелій). Режими для зварювання високолегованих сталей різної товщини вибираються досвідченим шляхом. Орієнтовні режими автоматичного і напівавтоматичного зварювання стикових з'єднань товщиною 4-10 мм на постійному струмі зворотної полярності наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

4 Напівавтоматична 1 1,0-1,6 180 300 - 7-10 8 2 1,6 -2,0 240-360 10-15 5 Автоматична 1 1,0 260-300 30-40 8-9 10 2 2,0 320-400 20-30 12-18

↑ наверх

Аргонодуговая зварювання міді

Сварка міді утруднена внаслідок інтенсивного окислення її в нагрітому і розплавленому стані, великий жидкотекучести і високій теплопровідності.

Мідь добре зварюється аргонодугового зварюванням, в середовищі гелії і азоті, а також в суміші аргону з гелієм або азотом. Азот по відношенню до міді є нейтральним газом. З метою економії аргону і підвищення продуктивності доцільно використовувати суміш аргону з азотом (70-80% аргону і 30-20% азоту). азот сприяє збільшенню глибини проплавлення міді. Найкраще формування швів виходить при зварюванні в аргоні і гелії.

Через високу теплопровідність міді для отримання надійного проварена на початку зварювання і хорошого сплаву по крайках деталі підігріваються до 200-500 ° С. При зварюванні в аргоні підігрів необхідний при товщині міді більш 4 мм, а в азоті - більше 8 мм.

Сварка міді виконується на постійному струмі зворотної полярності. При застосуванні імпульсно-дугового зварювання в аргоні можливе зварювання міді у всіх просторових положеннях, а також зварювання тонкого металу.

Таблиця 2

Товщина металу, ммДіаметр електродного дроту, ммЗахисний газЗварювальний струм, АНапруга дуги, ВШвидкість зварювання, м / годВитрата газу, л / хв

1,0 0,8-1,2 Аргон 80-110 18-20 30- 45 7-9 Азот 2-3 0,8-1,6 Аргон 140-210 19-23 25-35 8-10 0,8-1,2 Азот 140-200 20-25 5-6 1,0-1 , 6 Аргон 250-320 23-26 20-25 10-12 1,0-1,4 Азот 24-27 8,0 2,0-3,0 Аргон 350-550 32-37 18-22 14-18 1 , 6-3,0 Гелій 300-500 32-38 30-40 12,0 2,0-4,0 Аргон 350-650 18 14-18 Гелій 350-620 34-42 30-45 12-14 Аргон 300- 500 28-36 16-18 14-18 1,5-3,0 Гелій 270-500 32-38 18-22 30-40 Азот 280-500 32-39 14-16 16-20 2,0-4,0 Аргон 350-680 16-18 14-18 Гелій 350-650 16-18 16-20 30-50 Азот 16-20 14-18

Для зварювання міді можуть бути використані серійно випускаються автомати і напівавтомати, призначені для зварювання сталей в захисних газах.

Деякі режими зварювання стикових з'єднань міді в нижньому положенні наведені в табл. 2

↑ наверх

Аргонодуговая зварювання алюмінію

Зварювання алюмінію можлива в аргоні або в суміші аргону і до 70% гелію на постійному струмі зворотної полярності. Для зварювання зазвичай використовується стандартне обладнання.

Таблиця 3

10 Без оброблення 2 + 2 , 0 250-300 22-24 20-25 370-390 28-30 20 15 V -образна 4 24-26 25 8 2,5 400-440 26-28 40-45 400-440 27-29 15-20 40 X -образні 15 2,0 280 25-27 35 370-390 27 50 20 2,5 400 24-26 16 420-440 26-28 23

Труднощі зварювання алюмінію і його сплавів полягає в наявності на їх поверхні тугоплавкої окисної плівки, яка перешкоджає сплаву металу зварювальної ванни з основним металом і, залишаючись в шві, утворює неметалеві включення. Окісна плівка в процесі зварювання видаляється в результаті дії струму при горінні дуги. При зварюванні на струмі зворотної полярності струм «очищає» поверхню металу від окисної плівки на протязі всього процесу горіння дуги. Однак дією струму може бути зруйнована лише порівняно тонка плівка окису. Товсту плівку окису алюмінію необхідно перед зварюванням видалити механічним або хімічним шляхом.

В інертних газах алюміній і його сплави зварюються електродної дротом, за складом близькою до основного металу. Орієнтовні режими зварювання в аргоні алюмінієвого сплаву Амг товщиною 10-50 мм наведені в табл. 3. Витрата аргону 15-20 л / хв.

картинка з сайту www.esabna.com
Вплив швидкості зварювання на форму шва при аргонодугового зварюванні алюмінію:
зліва - 0,425 м / хв .; по центру - 0,3 м / хв .; праворуч - 0,175 м / хв.

При використанні газової суміші з 30% аргону і 70% гелію забезпечується більш глибоке проплавлення і можливе зварювання за один прохід алюмінію завтовшки до 16 мм, а за два проходи - товщиною до 30 мм. Витрата аргону 15-20 л / хв, гелію 30-40 л / хв.

Для з'єднання алюмінію велике застосування знайшов спосіб імпульсно-дугового зварювання. Накладення імпульсу на основний зварювальний струм скорочує проміжок часу перебування краплі на торці електрода і дозволяє здійснювати стійкий процес при відносно малому значенні середнього струму. При цьому способі полегшується зварювання в різних просторових положеннях і дещо підвищуються механічні властивості з'єднання.

Таблиця 4

Стикове одностороннє зі зворотним формуванням шва на сталевий підкладці 2 1,6 50- 65 15-17 20-30 7-8 50 3 80-100 16-18 8-10 4 130-150 18-20 20-25 10-12 5 140-170 6 160-190 19-21 12-14 Стикове двостороннє без оброблення крайок 2,0 140-160 18-20 20-30 8 160-180 22-24 25-30 100 10 220-280 24-26 14-16

Режими напівавтоматичного імпульсно-дугового зварювання в аргоні алюмінію завтовшки 2-10 мм в нижньому положенні наведені в табл. 4

↑ наверх

Аргонодуговая зварювання титану

Титан має високу міцність при температурі до 500 ° С, високу корозійну стійкість в багатьох агресивних середовищах, малою щільністю він широко застосовується в промисловості.

При зварюванні потрібен захист від повітря не тільки розплавленого металу, а й ділянок твердого металу, нагрітого до температури вище 400 ˚ С. Зазвичай це досягається застосуванням спеціальних приставок довжиною до 500 мм і подачею газу зі зворотного боку шва через спеціальні підкладки. Захист вважається надійною, якщо після зварювання поверхню металу має блискучий вигляд.

Для зварювання застосовується електродний дріт, близька за складом до основного металу. Зварювання проводиться на постійному струмі зворотної полярності. Перед зварюванням кромки і прилеглі до них поверхні, а також електродний дріт ретельно очищають механічним шляхом або травленням. При зварюванні використовується аргон тільки вищого сорту або гелій високої чистоти. При зварюванні в аргоні шви виходять більш вузькими ніж в гелії. При зварюванні в гелії шви - ширші, з плавним переходом до основного металу.

При модернізації серійного обладнання, призначеного для зварювання сталей, слід врахувати необхідність підвищення швидкості подачі електродного дроту приблизно до 2500-3000 м / ч.

Таблиця 5

Товщина металу, ммДіаметр електродного дроту, ммЗахисний газЗварювальний струм, АНапруга дуги, ВШвидкість зварювання, м / годВитрата газу, л / хв

3 1,5 Суміш гелію і аргону 200-220 20-25 22 35-40 6 2,0 300-330 22-27 20 6-8 аргон 320-380 29-31 22-25 50-100 гелій 320-360 38-40 20-25 100-200 15-20 3-4 аргон 600-800 31 -34 18-20 70-120 3,0 гелій 600-700 44-48 100-200

Режими зварювання в аргоні і гелії стикових з'єднань титану в нижньому положенні наведені в табл. 5

↑ наверх