Svejsning i beskyttelsesgas: tilstande, teknologi, anvendelse, GOST

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Teknologier til implementering af svejseoperationer i forhold til metalemner gør det i dag muligt at opnå en høj grad af organisering af processen med hensyn til sikkerhed, ergonomi og funktionalitet. Dette fremgår af spredningen af semi-automatisk og robotudstyr til at udføre de vigtigste teknologiske trin i termisk sammenføjning af dele. Sideløbende med dette vokser kravene til kvaliteten af sømme også. I denne retning kan den største succes opnås ved at svejse i beskyttelsesgas, hvilket giver mulighed for at isolere arbejdsområdet fra de negative påvirkninger af atmosfærisk luft.

Teknologiens essens

Svejseprocessen i et beskyttende gasmiljø er et afledt af kombinationen af flere metoder til termisk virkning på metaller med mulighed for strukturel forbindelse af emner. Først og fremmest er denne metode baseret på buesvejsemetoden, som i sig selv giver optimal kontrol over elektroder og overflader på måldele med strukturer. I dette format kan brugeren optage enhver pladspositioner ved hjælp af mobilt og kompakt udstyr. Alt dette vedrører den organisatoriske ergonomi af arbejdsbegivenheden, og essensen af de elektrokemiske processer ved svejsning i beskyttelsesgas afsløres af detaljerne i det miljø, hvor operationen udføres. Til at begynde med er det nødvendigt at understrege vigtigheden af at beskytte svejsebadet mod de negative virkninger af atmosfærisk luft. Direkte kontakt af billetsmelten med oxygen fører til dannelse af slagger på overfladen, oxidation af belægningen og ukontrolleret legering af metalstrukturen. Derfor, for at udelukke sådanne effekter, anvendes specielle isolatorer - belægninger, bulkmaterialer som flux og gas, som indføres i arbejdsområdet med specialudstyr. Den sidste beskyttelsesmetode bestemmer funktionerne i den overvejede metode til svejseproduktion.

Generelle regler for svejsning i henhold til GOST 14771-76

I henhold til den specificerede GOST kan denne svejsemetode bruges til at udføre ensidede og tosidede sømme ved brug af stød-, hjørne-, T-stykker og overlapningssamlinger. Hvad angår processens hovedparametre, inkluderer de følgende:

• Delenes tykkelse - spænder fra 0,5 til 120 mm.
• Tilladelig fejl ved svejsning af dele med en tykkelse på 12 mm - fra 2 til 5 mm.
• Sømfladens hældning er kun tilladt, hvis en jævn overgang fra et emne til et andet er sikret.
• Ved svejsning af dele med en væsentlig forskel i tykkelse, udføres en affasning foreløbigt i retningen fra et større emne til et lille.
• Konkavitet og konveksitet af filetsvejsninger ihttolerancer for GOST 14771-76 bør ikke være mere end 30% af benet af den vinkel, der dannes, men samtidig passe inden for 3 mm.
• Mængden af tilladt forskydning af kanterne før svejsning i forhold til hinanden afhænger af delenes tykkelse. For eksempel, i tilfælde af elementer op til 4 mm tykke, er dette tal omkring 0,8-1 mm, og hvis vi taler om 100 mm emner, så skal forskudsafstanden passe ind i 6 mm.

Brugte svejsegasser

Fra et svejsesynspunkt er alle gasformige medier opdelt i inerte og aktive. Da gasblandingens hovedopgave er den isolerende funktion, er de mest værdifulde medier, der ikke påvirker det metal, der behandles. Sådanne blandinger omfatter inerte monoatomiske stoffer som helium og argon. Selvom, i overensstemmelse med GOST, skal svejsning i beskyttelsesgasser udføres i et kuldioxidmiljø, og kombinationer med iltblandinger er også tilladt. Hvad angår aktive gasser, kan de påvirke metallet både i smeltet og i fast tilstand. Tilstedeværelsen af gasser i et metals molekylære struktur anses generelt for at være uønsket, men der er undtagelser på grund af de særlige forhold ved sådanne kombinationer under forskellige forhold.

Arten af gasmiljøets indflydelse på metallet

Umiddelbart er det værd at understrege de negative virkninger af gas under lysbuesvejsning på emner. Under afkøling og kraftig opvarmning kan gasstoffer opløst i molekylstrukturen forårsage dannelse af porer, hvilket logisk reducererproduktets styrkeegenskaber. På den anden side kan brint- og oxygenatomer være nyttige i fremtidige dopingoperationer. Og hermed ikke tale om anvendeligheden af aktiv beskyttelsesgas til svejsning af austenitiske legeringer og stål, som er svære at smelte, hvis der anvendes inaktive isoleringsblandinger. Som et resultat heraf ligger problemet for teknologerne snarere ikke i at vælge den rigtige gasblanding, men i at skabe forhold, der kunne minimere den aktive gass skadelige effekter på svejsebassinet og samtidig bevare de positive effekter af opløselighed.

Svejseprocesteknik

En kilde til elektrisk strøm leveres til emnet og elektroden, som senere skal bruges til at skabe og vedligeholde svejsebuen. Fra det øjeblik, hvor lysbuen tændes, skal operatøren opretholde den optimale afstand mellem elektroden og den dannede svejsepool under hensyntagen til temperaturindikatorer og det område, der er dækket af termiske effekter. Parallelt tilføres gas til arbejdsområdet ved hjælp af en brænder fra en tilsluttet cylinder. Der dannes gasisolering omkring buen. Intensiteten af dannelsen af sømmen vil afhænge af konfigurationen af placeringen af kanterne og tykkelsen af produkterne. Som regel er andelen af basismetallet i svejsestrukturen, som dannes under svejsning i en beskyttelsesgas, 15-35%. Dybden af arbejdsområdet i dette tilfælde kan nå 7 mm, og indikatorerne for dets længde og bredde - fra 10 til 30 mm.

Udstyr til gassvejsning

Et sæt enheder til sådanneslags operationer afhænger af svejseproduktionens tilstande og format. Den tekniske base er direkte dannet af halvautomatiske enheder, ophængte svejsehoveder, strømkilder, ensrettere og komplekse automatiske moduler med elektrodeholdere, som maksim alt sparer operatøren fra at udføre typiske manipulationer. Vægten lægges i dag på mekaniseret svejsning i beskyttelsesgas, hvis infrastruktur også er dannet af en gasledning, brændere, anordninger til bekvem placering af udstyr i forskellige positioner osv. Særlige stillinger er organiseret i store industrier med det nødvendige sæt af tekniske udstyr til svejsning. Omvendt kræver et optimeret format til at udføre sådanne opgaver i hjemmet kun brug af en kompakt inverter med omformere og en gascylinder med flowkontroludstyr.

Tilbehør

Yderligere tekniske midler og enheder udfører hovedsageligt kommunikation mellem hovedudstyret og tillader også løsning af sekundære opgaver, der ikke er direkte relateret til svejsning. Disse enheder omfatter:

• Gascylinderinfrastruktur, som omfatter spoler, reduktionsgear, varmelegemer, hus osv.
• Rengøringsværktøj og separatorer designet til at fjerne forbrændingsprodukter i arbejdsområdet. Dette gælder især for svejseoperationer i beskyttelsesgasser med en ikke-forbrugelig elektrode, hvis smelte ikke er direkte inkluderet i produktets struktur. Både under og efter operationenSømslibning kan være påkrævet.
• Tørretumbler. Eliminerer og regulerer fugt indeholdt i kuldioxid. En slags tørremiddel, der virker ved høje eller lave tryk.
• Filtreringsenheder. Renser gasstrømme for uønskede faste stoffer og sikrer også en ren svejsning.
• Måleudstyr. Typisk bruges trykmålere til at spore indikatorer for de samme tryk- og gasflowmålere.

Svejsetilstande og deres parametre

Tilgange til organiseringen af svejseprocessen i dette tilfælde adskiller sig i henhold til flere kriterier, som i sidste ende giver os mulighed for at tale om tildelingen af forskellige driftsformer. For eksempel adskiller metoderne sig efter princippet om den tekniske udførelse af opgaven - manuel, semi-automatisk og automatisk. I en mere detaljeret beregning af svejsetilstande i beskyttelsesgasser tages der hensyn til følgende parametre:

• Current - spænder fra 30 til 550 A. Som regel kræver de fleste typiske operationer tilslutning af kilder på 80-120 A.
• Elektrodetykkelse - fra 4 til 12 mm.
• Spænding - 20 til 100 W i gennemsnit.
• Svejsehastighed - fra 30 til 60 m/t.
• Forbrug af gasblanding - fra 7 til 12 l/min.

Valget af specifikke indikatorer afhænger i høj grad af met altypen, tykkelsen af emnet, betingelserne for operationen og kravene til den dannede samling.

Manuel svejsning

Nøglerollen i processen spilles af operatørens dygtighed og elektrodens egenskaber. Næsten alle svejsereholder processen under sin kontrol, orienterer buen i forhold til arbejdsfladen og overvåger parametrene for gasblandingsforsyningen fra cylinderen. Med hensyn til ydeevne vil tætheden og strømstyrken samt længden af svejsevejen komme i forgrunden. Ved manuel svejsning i beskyttelsesgas udføres der oftest flere gennemløb, især hvis et tykt emne bearbejdes. I andre tilfælde er en stigning i antallet af gennemløb forbundet med behovet for at rette svejsningen, ændre dens længde og overfladens karakteristika.

Halvautomatisk svejsning

I dag er dette den mest populære metode til svejseproduktion i et beskyttende miljø. Hovedforskellen mellem denne metode og den manuelle er tilstedeværelsen af mekaniseringselementer med ensrettere og muligheden for automatisk trådfremføring fra en speciel spole. Ved semi-automatisk svejsning i beskyttelsesgas behøver operatøren ikke at blive afbrudt for at skifte forbrugsstoffer, men teknikken til interaktion af lysbuen med overfladen af emnet er stadig op til brugeren. Operatøren overvåger processen med dannelse af svejseforbindelsen, korrigering af de aktuelle parametre, ændring af hældningsvinklen osv.

Automatisk svejsning

Fuldt mekaniseret svejseproces, hvor brugeren kun indirekte kan påvirke forsyningsparametrene for forbrugsstoffer, gasblanding og pulverflux. Teknisk set udføres driften af multifunktionelle stationer og platforme med robotudstyr. På højt specialiserede moderne produktionsanlæg til automatisk svejsning i beskyttelsesgasden såkaldte traktor bruges, hvis design sørger for alle de nødvendige funktionelle enheder. Dette er en mobil maskine, der under svejseprocessen bevæger sig langs sømdannelseslinjen og samtidig leder den beskyttende blanding ind i svejsezonen. En obligatorisk komponent i sådanne moduler er kontrolenheden, som til at begynde med indeholder et sæt algoritmer med handlinger for hvert udøvende organ.

Konklusion

Brugen af metoder til at beskytte svejsebadet mod ilt tillader, om ikke fuldstændigt at eliminere, så minimere karakteristiske defekter i dannelsen af sømmen. Dette gælder manglende gennemtrængning, revner, forbrændinger, hængende og andre fejl, der kan opstå på grund af kontakt mellem den smeltede overflade af emnet med fri luft. Fordelene ved at svejse i beskyttelsesgasser i forhold til teknikken til at bruge flux omfatter fraværet af behovet for at fjerne slam i arbejdsområdet. Samtidig bevares andre positive egenskaber ved processen, såsom muligheden for visuel observation af kvaliteten af den dannede forbindelse. Hvis vi taler om manglerne ved metoden, så er dens negative faktorer den termiske og lette stråling af buen, hvilket kræver tilvejebringelse af særlige foranst altninger til den individuelle beskyttelse af svejseren.