Аргонодугове зварювання
Це прикладне керівництво необхідне як зварювальникам-початківцям, так і майстрам-аматорам. У ній зібрана вся основна інформація для самостійної підготовки матеріалів та роботи на зварювальному апараті.
Книга може використовуватися як за самостійного навчання, так і для професійної підготовки до навчального закладу за професією «зварювальник».
Вона містить основні поняття та визначення про всі види зварювання, включаючи дугову, холодну і газову, а також повний опис сполук, застосовуваних матеріалах та апаратурі. Розглянуто правила безпечної експлуатації портативних зварювальних апаратів та промислової техніки.
Книга: Зварювання
Аргонодугове зварювання
Під час аргонодугового зварювання постійним струмом електродом, що не плавиться, використовують пряму полярність. Дуга горить стійко, забезпечуючи хороше формування шва. При зворотній полярності стійкість процесу знижується, вольфрамовий електрод перегрівається, що призводить до необхідності значно зменшити зварювальний струм. Внаслідок цього продуктивність процесу знижується.
Під час автоматичної та напівавтоматичної зварок електродом, що плавиться, застосовується постійний струм зворотної полярності, при якому забезпечується висока продуктивність процесу. Крім того, при зварюванні алюмінію, магнію та їх сплавів відбувається потужне бомбардування поверхні зварювальної ванни позитивними іонами, що поряд з процесом катодного розпилення призводить до руйнування плівки оксидів алюмінію та магнію, полегшуючи процес якісного зварювання без застосування флюсів.
При зварюванні змінним струмом електродом, що не плавиться, необхідно, щоб джерело струму мав більш високу напругу холостого ходу, що забезпечує стійке горіння дуги і стабілізує процес зварювання.Однак у зв'язку з обмеженням напруги за умовами безпеки застосовують струм напруги, на який накладається струм високої частоти, включаючи в зварювальний ланцюг осцилятор.
При зварюванні змінним струмом відбувається часткове випрямлення струму внаслідок різної електронної емісії вольфрамового електрода та виробу, що зварюється.
У періоди, коли вольфрамовий електрод є катодом, електронна емісія має більшу інтенсивність, провідність дугового проміжку підвищується, а напруга на дузі знижується. Внаслідок цього зварювальний струм збільшується.
У періоди, коли катодом є виріб, електронна емісія менш інтенсивна, у результаті зварювальний струм зменшується. Зважаючи на це з'являється деяка складова постійного струму, що призводить до зменшення теплової потужності дуги і значно ускладнює руйнування оксидної плівки при зварюванні алюмінієвих та магнієвих сплавів і тим самим сприяє утворенню поверхневих та внутрішніх дефектів. Тому при зварюванні змінним струмом вживають заходів щодо усунення або зниження складової постійного струму.
Для цієї мети зварювальний ланцюг включають послідовно конденсаторну батарею 100 мкФ на 1 А зварювального струму або акумуляторну батарею (позитивний полюс батареї приєднують до електрода). Застосовується також послідовне включення у зварювальний ланцюг активного опору, але цей захід знижує стійкість горіння дуги, і тому за такої схеми зварювального ланцюга доводиться використовувати джерела живлення дуги з підвищеною напругою холостого ходу до 120 В.
При ручному зварюванні електродом, що не плавиться, збудження дуги проводять на вугільній або графітовій пластинці і деякий час розігрівають електрод, а потім швидко переносять дугу в початок оброблення кромок.При зварюванні змінним струмом збудження дуги здійснюють за допомогою осцилятора без короткого замикання електрода на виріб. При напівавтоматичному та автоматичному зварюванні збудження дуги проводять шляхом торкання електродним дротом вступної планки, яку встановлюють для попередження дефекту на початку шва, що зварюється.
Аргонодуговим зварюванням можна виконувати шви стикових, таврових та кутових з'єднань.
При товщині листів до 2,5 мм зварювання рекомендується проводити з відбортуванням кромок.
При малому зазорі порядку 0,1-0,5 мм можна зварювати тонколистовий матеріал товщиною 0,4-4 мм без відбортування та оброблення кромок. Чим менше товщина зварюваних встик листів, тим менше допустимий зазор. Листи завтовшки 4-12 мм зварюють з V-подібною обробкою кромок при куті обробки 50-70 °. Допустимий зазор у стику становить не більше 1,0 мм. Витрата аргону має забезпечити надійний захист електрода та металу зварювальної ванни від впливу повітря. Слід враховувати конфігурацію виробу, що зварюється, щоб при економному витрачанні газу створити хороший захист шва.
Рекомендуються наступні співвідношення:
Перед початком зварювання слід продути шланг і пальник невеликою порцією аргону. Порушення дуги слід проводити через 3-4 секунди після подачі аргону в пальник. Струмінь аргону повинен захищати не тільки зварювальну ванну, але і зворотний бік шва. Якщо доступ до зворотного боку шва утруднений, застосовують підкладки або флюсову подушку.
Ручне зварювання листів малої товщини виробляють лівим способом, при якому пальник переміщається швом праворуч наліво. Листи великої товщини (понад 12 мм) зварюють правим способом, тобто пальник ведуть зліва направо. Вісь мундштука пальника при зварюванні тонких листів (товщиною до 4 мм) повинна становитиповерхнею листів, що зварюються, 75–80°. Присадний пруток вводиться в зону дуги під кутом 10-15 ° до поверхні листів, що зварюються, тобто майже перпендикулярно осі мундштука пальника. При зварюванні листів більшої товщини вісь мундштука пальника розташовують майже перпендикулярно до поверхні листів, що зварюються.
Довжина дуги при аргонодуговому зварюванні невелика і становить 1,5-2,5 мм при довжині вольфрамового електрода, що виступає, в межах 6-12 мм. Дугу слід гасити поступово, збільшуючи дуговий проміжок. Подачу аргону в зону дуги слід припинити лише через 10-15 секунд після гасіння дуги, щоб захистити метал шва від впливу повітря до його затвердіння.
Автоматичне і напівавтоматичне зварювання електродом, що плавиться, проводиться при постійній швидкості подачі електродного дроту незалежно від напруги дуги. Постійність довжини дуги підтримується автоматичним саморегулюванням. Застосовується електродний дріт діаметром 0,5-2,0 мм. Листи завтовшки до 5 мм з'єднують стиковим зварюванням без обробки кромок, а при товщині листів більше 5 мм виробляють V-подібну обробку шва з кутом обробки 30-50 °.
Зварювальний струм впливає характер перенесення металу в шов. Зі збільшенням струму краплинне перенесення металу електрода змінюється струминним і глибина проплавлення збільшується. Критичним називають значення струму, при якому метал електрода починає стікати у зварювальну ванну у вигляді тонкого струменя. Практика показала, що при зварюванні алюмінієвих сплавів критичний струм становить 70 А на 1 мм 2 перерізу електродного дроту, при зварюванні сталей – 60-120 А на 1 мм 2 перерізу дроту.
Підготовка поверхонь під зварювання включає знежирення розчинниками, бензином авіаційним або технічним ацетоном, а потім видалення оксидної плівки механічною зачисткоючи хімічним способом. Обробку рекомендується виконувати не більше ніж за 2-4 години до зварювання. Механічну зачистку виробляють металевими щітками із дротів діаметром до 5 мм.
Хімічний спосіб включає травлення протягом 0,5-1,0 хв розчином, що складається з 45-55 г їдкого технічного натру і 40-50 г фтористого натрію технічного на 1 л води, промивання проточною водою, нейтралізацію в 25-30 %-м водному розчині азотної кислоти протягом 1-2 хв, промивання у проточній воді, потім у гарячій воді, сушіння до повного випаровування вологи.