АРД-TIG зварювання маловуглецевої та низьколегованої сталі
Для з'єднання чорних металів застосування дугового зварювання в інертному середовищі виправдовується технічно та економічно лише в окремих випадках, а саме при зварюванні металу товщиною 1 мм і менше, при необхідності зменшення жолоблення, при зварюванні чорних металів з іншими металами або сплавами.
ЗВАРЮВАННЯ ТОНКОЛИСТОВОЇ МАЛОВУГЛЕРОДИСТОЇ СТАЛІ
Отримати якісні сполуки при аргоно-дуговому зварюванні можна лише при маловуглецевих або малолегованих сталях спокійної плавки. Ці стали розкислені, тому і при аргоно-дуговому зварюванні в них не утворюються пори. При зварюванні таких сталей повинен застосовуватися присадний дріт із розкисленої сталі. При зварюванні невгамовних сталей утворюється пористість, яку можна зменшити, застосовуючи присадний дріт із повністю розкисленої сталі.
При зварюванні тонкої сталі потрібно застосовувати підкладки з міді або алюмінієвої бронзи, що мають канавку глибиною 0,25-0,40 мм та шириною 6,5-13 мм. Необхідно забезпечувати хороше притискання підкладки по всій довжині шва на ширині 25 мм. Для цього доцільно використовувати гідравлічні чи пневматичні пристрої.
Зварювання рекомендується проводити при постійному струмі прямої полярності.
Не допускається двічі проварювати один шов, оскільки це призводить до пористості. При необхідності підварити ділянку шва останній видаляється. Зварювання починають і закінчують на допоміжній пластині.
Режими ручного та механізованого аргоно-дугового зварювання заспокоєної маловуглецевої сталі наведені в табл. 111 та 112.
ЗВАРЮВАННЯ ТОНКОЛИСТОВОЇ СТАЛІ 30ХГСА
Зварювання вручну. Листову сталь 30ХГСА можна з'єднувати аргоно-дуговим зварюванням встик, внахлестку, з отбортовкой, втавр і в кут. Зварювання встик здійснюють з присадкою.З'єднання внахлестку можна зварювати з і без присадки, з проплавленням кромок. Кутове з'єднання легко зварюється без присадки; у своїй виходить досить міцний шов.
Всі ці сполуки можна зварювати вручну при постійному та змінному струмі. Однак при зварюванні вручну переважно застосовувати постійний струм.
При використанні чистого аргону (до 2% N2 та до 1% О2) розплавлений метал не кипить, зварювальна ванна має спокійну дзеркальну поверхню. Однак і в цьому випадку також спостерігаються блукаючі краплі шлаку, які при застиганні металу залишаються на поверхні шва у вигляді скупчень склоподібної маси.
Хімічним аналізом встановлено, що цей шлак складається з оксидів кремнію (40%) та заліза (60%).
Технічний аргон можна застосовувати для зварювання цього сорту сталі, очищаючи його перед зварюванням від вологи, кисню та вуглекислого газу.
Відсутність макродефектів у швах, виконаних з використанням технічного аргону, очищеного від О2, СО2 та Н2О, дає підставу стверджувати, що азот, що міститься в технічному аргоні (до 18%), не викликає макродефектів у зварних швах при зварюванні сталей даного сорту.
Зварювання в нейтральному газовому середовищі виключає або зводить до мінімуму окислювальні реакції у зварювальній ванні, тому з метою отримання однорідності з'єднання з основним металом необхідно застосовувати присадний метал того ж складу, що і основний. Для сталі 30ХГСА близьким за складом присадкою є дріт марки 20ХГСА. Однак при вмісті в аргоні домішок кисню до 1% застосування присадки зі сталі 20ХГСА при зварюванні вручну не гарантує отримання щільних швів. При зварюванні з присадкою зі сталі 20ХМА виходять дещо кращі шви. Найменші вимоги до чистоти аргону можнапред'являти при зварюванні з присадкою хромонікелевої сталі 12Х18Н10Т, яка дозволяє одержати щільні шви при вмісті домішок кисню та вуглекислого газу в технічному аргоні з верхньої межі.
У табл. 113 наведено режими аргоно-дугового зварювання сталі 30ХГСА вручну.
Механізоване зварювання. Так як при механізованому зварюванні швидкість процесу вища, ніж при ручному, то і поверхня розплавленого металу менша; тому ступінь окислення металу буде також знижено.
Внаслідок цього при однаковій чистоті аргону при механізованому зварюванні, як правило, шви виходять більш щільні, ніж при ручному зварюванні. Так, наприклад, при зварюванні вручну з присадкою сталі 20ХГСА вдалося отримати щільний шов тільки при зниженні вмісту кисню в аргоні до 0,05%. У той же час механізованим зварюванням були отримані щільні шви з аргоном, що містить кисню до 1%.
Як присадку при механізованому зварюванні можна застосовувати дріт 20ХГСА, 20ХМА і 12Х18Н10Т. У всіх трьох випадках шви виходять щільними. При зварюванні з присадкою 20ХГСА на поверхні шва, як і при ручному зварюванні, залишаються окремі застиглі краплі шлаку. Рентгенографічний аналіз та злами вздовж шва показують відсутність у ньому будь-яких дефектів.
Механізоване зварювання з'єднань з відбортуванням технологічно легко здійсненне. Для отримання щільних швів необхідне ретельне припасування виробів. Висота відбортування має бути не більше 2 мм і однакова по довжині.
Кутове з'єднання з підготовкою, показаною на фіг. 140 є найбільш підходящим для механізованого аргоно-дугового зварювання без присадки. При цьому шов має гарний зовнішній вигляд із достатнім посиленням.
У табл. 114 наведено режими механізованого аргоно-дугового зварювання.
Довжина дуги повинна становити 1,5 мм при зварюванні без присадки і 1,0 мм при зварюванні з накладеною присадкою.
На фіг. 249 а і 249 б наведені графіки залежності сили струму від швидкості зварювання, отримані експериментально.
Найкраща і постійна якість зварних швів виходить при зварюванні зі швидкістю 30-60 см/хв.
Одним із суттєвих техніко-економічних показників аргоно-дугового зварювання є витрата вольфраму. При ручному зварюванні вольфрам значною мірою витрачається при запаленні дуги випадковим торканням електродом розплавленого металу.
Встановлено, що при зварюванні сталі 30ХГСА товщиною 1 мм зварником середньої кваліфікації витрата вольфраму в середовищі очищеного від кисню та вологи аргону становить близько 0,05 г/м шва. Умови зварювання були такі: діаметр електрода 2 мм, змінний струм силою 50 а, довжина зразків 200 мм, витрата аргону 3 л/хв, присадка - дріт 20ХГСА діаметром 1,6 мм. Зварювання відбувалося без обривів дуги та за відсутності замикань електрода на розплавлений метал.
Витрата вольфраму при механізованому зварюванні сталі 30ХГСА в середовищі чистого та технічного аргону без очищення від кисню та вологи наведено в табл. 115. З таблиці видно, що витрата вольфраму при механізованому зварюванні в середовищі технічного аргону в 3 рази більше, ніж при зварюванні в середовищі чистого аргону.
Властивості зварних з'єднань. Метал швів у стикових з'єднаннях стали 30ХГСА, виконаних ручним аргоно-дуговим зварюванням у технічному аргоні, додатково очищеному від кисню, вуглекислого газу та вологи, за хімічним складом мало відрізняється від основного металу (табл. 116).
Присадковий метал 30ХГСА, струм змінний - 55 а, швидкість зварювання 12 см/хв, витрата аргону 3 л/хв.
Механічні властивості зварних сполук, одержані при статичних методах випробувань, не відрізняються від механічних властивостей основного металу (табл. 117).
ЗВАРЮВАННЯ ЛИСТОВОЇ НИЗКОЛЕГОВАНОЇ СТАЛІ
При автоматичному аргоно-дуговому зварюванні тонкої (1,2-2,5 мм) листової низьколегованої сталі складу, наведеного в табл. 118 досягається міцність зварних з'єднань, що становить 90% міцності основного металу.
При зварюванні зазначеної сталі застосовуються підкладки з м'якої або нержавіючої сталі, з отворами діаметром 0,8 мм з інтервалом 150 мм для подачі аргону, що забезпечує захист зворотного боку шва від окислення і необхідне проплавлення.
Зварювання проводиться пересувною головкою з механізмом подачі дроту присадки і з електричним регулюванням довжини дуги.
Слід зазначити, що витрата чистого вольфрамового електрода при зварюванні становить залежно від діаметра електрода та струму 08-15 мм на 3 м шва. За тих же умов витрата торованих вольфрамових електродів або цирконій, що містять, практично незначний.
Зварювання проводиться на постійному струмі прямої полярності з накладенням в. ч. для легкості запалювання. Застосовують дріт діаметром 08-12 мм при швидкості подачі 50-100 см/хв.
Раціональна швидкість зварювання сталі зазначеної вище за товщину становить 7,5-10 см/хв.
При швидкості 15 см/хв виникає небезпека появи пір та тріщин.
Для попередження тріщин кромки листів та присадний дріт повинні бути очищені (сталевою щіткою після знежирення). Режим зварювання наведено у табл. 119.
Таблиця 119. Режим зварювання листової сталі різної товщини:
Автор:АдміністраціяЗагальнаоцінка статті:Опубліковано:2012.09.21