Дугове зварювання в захисному газі

МИНИСТЕРСТВО ОСВІТИ РБ.

ГГТУ їм. П. О. Сухого.

Кафедра «Технологія машиностроения».

РЕФЕРАТ.

на тему:

«ДУГОВАЯ ЗВАРЮВАННЯ У ЗАХИСНОМУ ГАЗЕ».

Виконав студент гр. ТМ-12.

Варламов П.С.

Прийняв преподаватель.

Люцко В.А.

Гомель 2003.

При зварюванні в захисному газі електрод, зона дуги і зварювальна ванна захищені струменем захисного газа.

Як захисних газів застосовують інертні гази (аргон і гелій) і активні гази (вуглекислий газ, азот, водень та інших.), іноді — суміші двох газів або як. У нашій країні найпоширеніше застосування аргону Аг і вуглекислого газу СО2.

Аргон — безбарвний газ, в 1,38 разу тяжчий за повітря, нерозчинимо в рідких i твердих металах. Аргон випускають вищого і першого сортів, мають відповідно чистоту 99,992 і 99,987%. Постачають і зберігають аргон в сталевих балонах стислому газоподібному стані під тиском 15 МПа.

Вуглекислий газ безбарвний, із слабким запахом, в 1,52 разу тяжчий за повітря, нерозчинимо твердих і рідких металах. Випускають вуглекислий газ зварювальний, харчової та технічний, мають відповідно чистоту 99,5, 98,5 і 98,0%. Для зварювання газ поставляють і бережуть у сталевих балонах в скрапленому стані під тиском 7 МПа.

Аргонодуговой зварюванням можна зварювати неплавящимся і плавящимся електродами. Зварювання неплавящимся електродом застосовують, зазвичай, при поєднанні металу завтовшки 0,5—6 мм; плавящимся електродом — від 1,5 мм більш. У аргоні неплавящимся вольфрамовим електродом (Тпл = 3370 °З) можна зварювати з розплавленням лише основного металу (завтовшки до 3 мм), а за необхідності отримання посилення шва чи заповнення розбирання крайок (товщина більше трьох мм) — і присадочного матеріалу (прутка чи дроту). Останній подають у дугу вручну (рис. 5.11, а) чи механізмом подачі (рис. 5.11, б). Зварювання неплавящимся електродом ведуть постійному струмі прямий полярності. І тут дуга легко запалюється і горить стійко при напрузі 10—15 У. При зворотної полярності зростає напруга дуги, зменшується стійкість її горіння і знижується стійкість електрода. Ці особливості дуги зворотної полярності роблять її непридатною безпосереднього застосування в зварювальному процесі. Проте дуга зворотної полярності має однією істотною технологічним властивістю: у її дії із поверхні свариваемого металу видаляються оксиди. Один із пояснень цього явища у тому, що поверхню металу бомбардируется важкими позитивними іонами аргону, які механічно руйнують плівки оксидів. Процес видалення оксидів відомий як катод розпорошення. Зазначені властивості дуги зворотної полярності використовують під час зварювання алюмінію, магнію і їх сплавів, застосовуючи для харчування дуги перемінний ток.

[pic].

При зварюванні неплавящимся електродом на перемінному струмі поєднуються переваги дуги на прямий і зворотної полярностях. Проте асиметрія електричних властивостей дуги, обумовлена її меншою електричної провідністю при зворотної полярності проти прямий, призводить до ряду небажаних явищ. Через війну выпрямляющей здібності дуги з’являється стала складова струму прямий полярності. У умовах дуга горить хитливо, погіршується очищення" поверхні зварювальної ванни від тугоплавких оксидів і порушується процес створення шва. Тож харчування дуги в аргоні змінним струмом призмінюють спеціальні джерела струму. У тому схему включають стабілізатор горіння дуги — електронне пристрій, подає імпульс додаткового напруги на дугу в напівперіод зворотної полярності. Отже, забезпечується стійкість дуги, сталість струму та процесу формування шва обох полярностях струму. Зварювання в аргоні плавящимся електродом виконують за схемою, наведеної на рис. 5.11,6, р. Нормальне перебіг процесу зварювання і хороший якість шва забезпечуються за високої щільності струму (100 А/мм2 і більше). При невисокою щільності струму має місце крупнокапельный перенесення розплавленого металу з електрода в зварювальну ванну, що призводить до пористости шва, сильному разбрызгиванию розплавленого металу і малому проплавлению основного металу. При високих плотностях струму перенесення розплавленого металу з електрода стає мелкокапельным чи струйным. У разі дії значних електромагнітних сил быстродвижущиеся дрібні краплі зливаються в суцільну струмінь. Такий перенесення електродного металу забезпечує глибоке проплавление основного металу, формування щільного шва із рівною і чистої поверхнею і розбризкування у припустимих межах, Відповідно до необхідністю застосування високих плотностей струму для зварювання плавящимся електродом використовують дріт малого діаметра (0,6—3 мм) ще більшу швидкість її. Такий режим зварювання забезпечено лише механізованої подачею дроту до зони зварювання. Зварювання виконують на постійному струмі зворотної полярності. У разі електричні властивості дуги значною мірою визначаються наявністю іонізованих атомів металу електрода в стовпі дуги. Тому дуга зворотної полярності горить стало й забезпечує нормальне формування шва, до того ж час їй відповідають підвищена швидкість розплавлювання дроту і продуктивність процесу зварювання. Зварювання сталей часто виконують у суміші Аг + 5% О2. Кисень зменшує поверхове натяг розплавленого металу, що сприяє зниження критичної щільності струму, коли він крапельний перенесення металу переходить в струйный. Одночасно підвищується стійкість горіння дуги при відносно невеликих токах, що полегшує зварювання металу малої товщини. Зварювання в вуглекислому газі виконують тільки плавящимся електродом на підвищених плотностях постійного струму зворотної полярності (див. рис. 5. И, в, р). Такий режим обумовлений ж особливостями перенесення електродного металу та формування шва, розглянутих для зварювання плавящимся електродом в аргоні. При застосуванні СО2 як захисного газу необхідно враховувати деякі металургійні особливості процесу зварювання, пов’язані з окислительным дією СО2. При високих температур зварювальної дуги СО2 диссоциирует на оксид вуглецю ЗІ і кисень Про, який, а то й прийняти спеціальних заходів, призводить до окислювання свариваемого металу і легуючих елементів. Окислительное дію Про нейтралізується введенням у дріт додаткової кількості розкислювачів марганцю і кремнію. Тож зварювання в СО2 вуглецевих і низьколегованих сталей застосовують зварювальну дріт з підвищеним змістом цих елементів (Св-08ГС, Св-10Г2С тощо. буд.). На поверхні шва утворюється тонка шлаковая кірка з оксидів розкислювачів. Часто застосовують суміш СО2 + 10% О2. Кисень грає таку ж роль, що й за добавку в аргон. Зварювання у атмосфері захисних газів залежно від рівня механізації процесів подачі присадочной чи зварювальної дроту і переміщення зварювальної пальники то, можливо ручний, напівавтоматичного і автоматичної. У порівняні з ручний зварюванням покритими електродами і автоматичної під флюсом зварювання в захисних газах має такі переваги: високу рівень захисту розплавленого металу від впливу повітря; відсутність на поверхні шва при застосуванні аргону оксидів і шлакових включень; можливість ведення процесу в всіх просторових положеннях; можливість візуальним спостереженням за процесом формування шва та її регулювання; вищу продуктивність процесу, аніж за ручний дугового зварюванні; щодо низькій вартості зварювання в вуглекислому газі. Області застосування зварювання в захисних газах охоплюють широке коло матеріалів і виробів (вузли літальних апаратів, елементи атомних установок, корпуси та трубопроводи хімічних апаратів тощо. п.). Аргонодуговую зварювання застосовують для кольорових (алюмінію, магнію, міді) і тугоплавких (титану, ніобію, ванадію, цирконію) металів та його сплавів, а також легованих і высоко-легированных сталей.

У вуглекислому газі зварюють конструкції з вуглецевої і низьколегованої сталей (газоі нафтопроводи, корпусу судів і участі т. буд.). Перевага напівавтоматичного зварювання в СО2 з погляду її вартості і продуктивності часто веде до заміни нею ручний дугового зварювання покритими электродами.

Використовувана литература:

Технологія конструкційних матеріалів для вузів під редакцією А. М. Дальского. Москва «МАШИНОБУДУВАННЯ» 1985.