Аргоно-дуговая сварка

                        Министерство образования и науки  РФ

           Департамент образования и науки  Брянской области

        Филиал государственного бюджетного  образовательного 

         учреждения среднего профессионального  образования

  «Комаричский  механико-технологический техникум»  п.Навля

 

 

                                         РЕФЕРАТ

по предмету: «МДК 02.03. Электросварочные работы на автоматических и полуавтоматических машинах »

на тему: «Аргоно-дуговая сварка »

 

 

 

Проверил                                                                                    Выполнил

Преподаватель:                                                                         Учащейся:

Федюхина Н.Е                                                                           группы 16

Оценка:______                                                                          Пахоменков М

подпись:______                                                                         подпись:______

дата:__________                                                                       дата:__________

 

                                                 Навля 2015

                                      СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                         Стр.

1. Ведение                                                                                          3                                                                                                      

2. Основная часть                                                                            4-11                                                                            

3. Заключение                                                                                   12                                                                                

4. Литература                                                                                    13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           Ведение

Появление автоматов и полуавтоматов связано с открытием в 1942 г. профессором В.И. Дятловым явления саморегулирования дуги. Оно заключается в самопроизвольном восстановлении длины дуги, нарушенной под действием случайных факторов. Если, например, в процессе сварки длина дуги внезапно уменьшилась (при прохождении участка с прихваткой), то самопроизвольно увеличится скорость плавления проволоки и быстро восстановится нормальная длина дуги и т.д. Разнообразные по конструкции автоматы этого типа отличаются большой надежностью, простотой управления и обслуживания, не требуют применения сложных автоматических механизмов для регулирования процесса сварки. Большая серия подобных автоматов разработана и продолжает разрабатываться Институтом электросварки им. Е.О. Патона. В зависимости от того, каким образом производится перемещение дуги вдоль свариваемых кромок изделия, сварочные автоматы разделяются на три группы: подвесные автоматы, самоходные автоматы и сварочные тракторы.

Подвесные автоматы или подвесные сварочные головки обычно используются в специализированных установках (например, трубосварочных станах). Такая головка закрепляется неподвижно, изделие же от отдельного привода получает движение со скоростью, равной скорости сварки.

 

 

Аргоно-дуговая сварка – это сваркапредназначена для соединения плавещимся и неплавящимся электродом в зашитном газе.

                                  аргоно-дуговой сварки

                     Устройство аргоно-дуговой сварки

 

1 - изделие; 2 - кнопка "Пуск"-"Стоп"; 3 - горелка; 4 - гибкий шланг; 5 - механизм подачи  электродной проволоки; 6 - пульт  управления; 7 - катушка; 8 - кабель цепей  управления; 9 - блок управления полуавтоматом; 10 - шланг для подачи защитного  газа; 11 - газовый редуктор; 12 - подогреватель  Ar; 13 – балон с аргоном(Ar); 14 – сварочный выпремитель.

 

 

Для обозначения аргонодуговой сварки могут применяться следующие названия

РАД – ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, 
ААД – автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, 
ААДП – автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом.

Для обозначения аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом: 
TIG – Tungsten Inert Gas (Welding) – сварка вольфрамом в среде инертных газов 
GTAW – Gas Tungsten Arc Welding – газовая дуговая сварка вольфрамом

                                    Общие характеристики

Газ аргон практически не вступает в химические взаимодействия с расплавленным металлом и другими газами в зоне горения дуги. Будучи на 38% тяжелее воздуха, аргон вытесняет его из зоны сварки и надежно изолирует сварочную ванну от контакта с атмосферой.

При аргонодуговой сварке возможен крупнокапельный или струйный перенос электродного металла (плавящегося электрода). При крупнокапельном переносе процесс сварки неустойчивый, с большим разбрызгиванием. Его технологические характеристики хуже, чем при полуавтоматической сварке в углекислом газе, так как вследствие меньшего давления в дуге капли вырастают до больших размеров. Диапазон токов для крупнокапельного переноса достаточно велик, например: для проволоки диаметром d = 1,6 мм сила тока сварки I= 120-240А. При силе тока сварки больше 260А происходит резкий переход к струйному переносу, стабильность процесса сварки улучшается, разбрызгивание уменьшается. Однако такие токи не всегда соответствуют технологическим требованиям. Поэтому более рационально для обеспечения стабильности процесса использовать импульсные источники питания дуги, которые обеспечивают переход к струйному переносу при силе тока сварки ≈ 100А.

Технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом  

 Дуга горит между  свариваемым изделием и неплавящимся  электродом (как правило, для электрода  используется вольфрам). Электрод  расположен в горелке, через сопло  которой вдувается защитный газ (как правило, аргон). Присадочный  материал в электрическую цепь  не включён и подаётся в  зону дуги со стороны. Сварка  может быть ручной, когда горелка  и присадочный пруток находятся  в руках сварщика, и автоматической, когда горелка и присадочная  проволока перемещаются без непосредственного  участия сварщика. При способе  сварки неплавящимся электродом  зажигание дуги не может быть  выполнено путём касания электродом  изделия по двум причинам. Во-первых, аргон обладает достаточно высоким потенциалом ионизации, поэтому ионизировать дуговой промежуток за счёт искры между изделием и электродом достаточно сложно. При аргонодуговой сварке плавящимся электродом после того, как проволока коснётся изделия, в зоне дуги появляются пары железа, которые имеют потенциал ионизации в 2,5 раза ниже, чем аргона, что позволяет зажечь дугу. Во-вторых, касание изделия вольфрамовым электродом приводит к его загрязнению и интенсивному оплавлению. Поэтому при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом для зажигания дуги параллельно источнику питания подключается устройство, которое называется «осциллятор».

  Осциллятор - устройство, предназначенное для бесконтактного возбуждения электрической дуги и стабилизации горения дуги при сварке малыми токами.     Для зажигания дуги осциллятор подаёт на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, которые ионизируют дуговой промежуток и обеспечивают зажигание дуги после включения сварочного тока. Если сварка производится на переменном токе, осциллятор после зажигания дуги переходит в режим стабилизатора и обеспечивает подачу импульсов на дугу в момент смены полярности, чтобы предотвратить деионизацию дугового промежутка и обеспечить устойчивое горение дуги.

 

 

 

  Деионизация - процесс исчезновения положительных и/или отрицательных ионов, а также электронов из занимаемого газом объёма. Является обратным процессу ионизации и обычно происходит после прекращения электрического разряда в газе. При сварке на постоянном токе на аноде и катоде выделяется неодинаковое количество тепла. При токах до 300А 70% тепла выделяется на аноде и 30% на катоде, поэтому практически всегда используется прямая полярность, чтобы максимально проплавлять изделие и минимально разогревать электрод. Все стали, титан и другие материалы, за исключением алюминия, свариваются на прямой полярности. Алюминий обычно сваривается на переменном токе для улучшения разрушения оксидной пленки. Для улучшения борьбы с пористостью к аргону иногда добавляют кислород в количестве 3-5%. При этом защита металла становится более активной. Чистый аргон не защищает металл от загрязнений, влаги и других включений, попавших в зону сварки из свариваемых кромок или присадочного металла. Кислород же, вступая в химические реакции с вредными примесями, обеспечивает их выгорание или превращение в соединения, всплывающие на поверхность сварочной ванны, что предотвращает пористость шва.

  Технология аргоно-дуговой сварки плавещимся электродам

Принцип этой технологии заключается в том, что на подводимый от катушки при помощи двигателя подачи проволочный электрод незадолго до выхода из горелки подается ток через токоподводящий мундштук, благодаря чему между концом проволочного электрода и изделием горит электрическая дуга. Защитный газ подается через газовое сопло, концентрически окружающее проволочный электрод. Благодаря этому осуществляется защита наплавляемого металла от атмосферных газов – кислорода, водорода и азота.

Сварку плавящимся электродом выполняют полуавтоматически или автоматически в инертных, активных газах или смесях газов. При сварке сталей, содержащих легкоокисляющиеся элементы (алюминий, титан и др.), в качестве защитного газа рекомендуют использовать аргон.

При аргонодуговой сварке плавящимся электродом возможен крупнокапельный или струйный перенос электродного металла. При крупнокапельном переносе процесс сварки неустойчивый, с большим разбрызгиванием. Его технологические характеристики хуже, чем при полуавтоматической сварке в углекислом газе, так как вследствие меньшего давления в дуге капли вырастают до больших размеров. Диапазон токов для крупнокапельного переноса достаточно велик, например для проволоки диаметром d = 1,6 мм Iсв = 120–240А. При силе тока Iсв больше 260А происходит резкий переход к струйному переносу, стабильность процесса сварки улучшается, разбрызгивание уменьшается. Для сварки в инертных газах необходимо выбирать силу тока, обеспечивающую струйный перенос электронного металла. Однако такие токи не всегда соответствуют технологическим требованиям. Поэтому более рационально для обеспечения стабильности процесса использовать импульсные источники питания дуги, которые обеспечивают переход к струйному переносу на токах около Iсв ≈ 100А.

В настоящее время для сварки конструкционных сталей широко применяется полуавтоматическая сварка в смеси 82% аргона и 18% углекислого газа. 

Область применения и преимущества аргонодуговой сварки  

 Основная область применения  аргонодуговой сварки неплавящимся  электродом - это соединения из  легированных сталей, цветных металлов, титановых и алюминиевых сплавов. При малых толщинах аргонодуговая  сварка может выполняться без  присадки. Данный способ сварки  обеспечивает хорошее качество  и формирование сварного шва, позволяет точно поддерживать  глубину проплавления металла, что  очень важно при сварке тонколистного  металла при одностороннем доступе  к поверхности изделия. Этот способ получил широкое распространение при сварке неповоротных стыков труб, для чего разработаны различные конструкции сварочных автоматов. В этом случае аргонодуговую сварку иногда называют орбитальной.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом используется при сварке нержавеющих сталей и алюминия. Однако объём её применения относительно невелик.  

 Существует несколько  разных типов швов, выполняемых  при аргонодуговой сварке. К ним  можно отнести: стыковой шов, шов  внахлестку, угловой шов и т-образный  шов.

Стыковой шов - может быть выполнен без помощи присадочного материала (прутка). Данным видом сварки соединяют металлические части по рубцам.

Шов внахлестку - верхний край приваривается к нижнему при двух наложенных друг на друга металлических частей.

Угловой шов - это сварка одного металлического изделия под прямым углом к другому изделию с целью сформировать угол.

Чтобы получить т-образный шов, необходим присадочный пруток (материал). Такой шов получается, если положить одно металлическое изделие перпендикулярно к другому, чтобы получилась т-образная конструкция. Такой вид шва может быть выполнен на любой стороне перпендикулярного рубца.  

 Аргонодуговую сварку  можно использовать для сварки  многих металлов, но чаще всего  она используется для сварки  алюминия, особенно тонколистного. Алюминий можно сваривать и  другими видами сварки, однако  наиболее точную и чистую сварку  сложных изделий (например, трубок  автобусных кондиционеров) можно  выполнить лишь аргонодуговой  сваркой.

 

                         Недостатки аргонодуговой сварки  

 Основными недостатками  аргонодуговой сварки являются  невысокая производительность при  использовании ручного варианта, а применение автоматической  сварки не всегда возможно  для коротких и разноориентированных  швов.  

                  Аргоно-дуговая сварка. Основные ГОСТы  

 ГОСТ 5.917-71  Горелки ручные для аргонодуговой сварки типов РГА-150 и РГА-400  

 ГОСТ 14771-76  Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные  

 ГОСТ 14806-80  Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры  

 ГОСТ 7871-75  Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов  

 ГОСТ 18130-79  Полуавтоматы для дуговой сварки плавящимся электродом  

 ГОСТ 2246-70  Проволока стальная сварочная. Технические условия  

 ГОСТ 23949-80  Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся  

 ГОСТ 13821-77  Выпрямители однопостовые с падающими внешними характеристиками для дуговой сварки  

 ГОСТ 10157-79  Аргон газообразный и жидкий. Технические условия