Автоматичне і механізоване зварювання в середовищі захисних газів: способи, технологічні особливості, обладнання

Розплавлений високотемпературний метал в зварювальної ванні активно взаємодіє з газами з навколишнього середовища. В результаті небажаних хімічних реакцій утворюються:

  • оксиди (Взаємодія з киснем). Знижують міцності, жароміцних і корозійну стійкість з’єднань;
  • нітриди (З’єднання з атомами азоту). Сприяють збільшенню крихкості і старіння металу;
  • гідриди (Реакція з молекулами водню). Утворюють дрібні пори, мікротріщини.

Гази захисні проти атмосферних

Один із способів вирішення цих проблем – створення штучної прошарку у вигляді захисних газів між рідким металом в звареному шві і навколишнім повітрям. Інертні або активні гази через зварювальні пальники щільною струменем під тиском подають в зону зварного з’єднання. Вони створюють сприятливе середовище для стійкого горіння електричної дуги і протікання під її впливом якісних металургійних процесів.

невидимі захисники

Для цих цілей ГОСТом 19521-74 передбачено застосування:

  1. Вуглекислого газу (Двоокису вуглецю) СО2.
  2. аргону.
  3. Гелія.
  4. азоту.
  5. водню.
  6. суміші газів.

Двоокис вуглецю

Газ СО2 (ГОСТ 8050-85) набув найбільшого поширення через невисоку вартість (виділяється як побічний продукт при коксуванні вугілля, випалюванні вапняку). Є активним. Відтісняючи від зварювальної ванни шкідливі гази з навколишнього середовища, сам здатний вступити в хімічну реакцію з металом шва.

При високих температурах в зоні дуги розпадається на окис вуглецю і вільний кисень. Його нейтралізують, використовуючи зварювальний дріт або присадний матеріал з підвищеним вмістом марганцю і кремнію (ГОСТи 2246-70, 10543-98). Оксиди цих елементів виходять на поверхню сплаву у вигляді шлаків.

Зварювання в середовищі вуглекислого газу застосовують для з’єднання деталей з низьколегованих і вуглецевих сталей.

Аргон і гелій

Аргон (ГОСТ 10157-79) і гелій (ГОСТ 20461-75) – інертні гази. Вони не взаємодіють з рідким металом в зварювальної ванні.

Аргон, будучи більш важким по відношенню до повітря, створює щільний захист від азоту і кисню з навколишнього середовища. Використовується для отримання високоякісних зварних швів вуглецевих і високолегованих сталей, а також для зварювання кольорових металів і їх сплавів.

Гелій застосовується в тих же цілях, що і аргон, але значно рідше через його високу вартість. Найчастіше використовують у вигляді суміші з аргоном.

Азот і водень

Активні гази азот (ГОСТ 9293-74) і водень (ГОСТ 3022-70) застосовуються у високотемпературних процесах з металами, які не вступають з ними у взаємодію.

Способи газоелектричним зварювання

Способи зварювання в середовищі захисних газів визначені ГОСТом 14771-76:

  • плавляться без присадочного (ІН) і з присадним металом (ІНП) в інертних газах;
  • плавкими електродами в СО2 (УП) і інертних газах (ІП).

Плавляться електроди:

  1. металеві.
  2. неметалеві.

Металеві – вольфрамові (ГОСТ 23949-80). Використовують для зварювання сталей і кольорових металів на постійному, змінному або імпульсному (пульсуючим за заданою програмою) струмі.

Орієнтовна вартість вольфрамових електродів на Яндекс.Маркет

Зварювання з застосуванням цих електродів називають TIG (англійська) або WIG (німецький варіант).

Неметалеві – вугільні і графітові. Застосовують в основному для зварювання міді, латуні, бронзи і чавуну.

Орієнтовна вартість вугільних електродів на Яндекс.Маркет

Плавкі електроди:

  • дротові (Суцільні та порошкові);
  • стрічкові (Суцільні та порошкові).

Якщо при зварюванні плавляться для заповнення шва металом в основному використовують присадний матеріал, то в разі плавящихся – присадкою служать самі електроди.

Вміст хімічних елементів у матеріалі електрода і порошкового наповнення підбирають відповідно до складу зварювальних деталей.

Плавиться сталевий дріт для зварювання в захисних газах (ГОСТ 2246-70) призначена для роботи з вуглецевими і низьколегованими сталями. Дротові електроди з кольорових металів (титану, міді, алюмінію і сплавів на їх основі), як більш дорогі, використовують, згідно з технологічними картами для з’єднань аналогічних кольорових металів і їх похідних.

Технологічні особливості та обладнання

Зварювальні роботи в середовищі захисних газів виробляються:

Газоелектричний зварювання в середовищі СО2 здійснюють плавиться. Переважно – на постійному струмі (до 500А) з підключенням електрода до плюса, а деталей, що зварюються – до мінуса. Вимоги до джерел живлення регламентує ГОСТ 25616-83.

Сварка в середовищі аргону виробляється не плавляться і плавкими електродами як на постійному, так і на змінному струмі.

Для плавляться, на постійному струмі, як і в попередньому випадку, використовують зворотну полярність.

При постійному струмі з вольфрамовим електродом на нього подають мінус, на деталі – плюс. Застосування прямої полярності дозволяє підтримувати стійке горіння дуги. Використання змінного струму для цієї мети вимагає наявності стабілізаторів напруги.

Крім джерела живлення, до складу обладнання входять:

  • механізм подачі зварювального (присадочной) дроту;
  • пальник;
  • балон з газом;
  • вимірювальні прилади;
  • додаткове допоміжне обладнання.

Орієнтовна вартість балона СО2 на Яндекс.Маркет

Плюси і мінуси газоелектричним зварювання

До основних переваг відносять:

  • підвищення якісних характеристик металу шва;
  • можливість проводити роботи при будь-якому положенні зварних швів (На відміну від сипучих флюсів);
  • висока продуктивність (При механізації швидкість досягає 120 м / год, а при автоматизації – 200 м / год);
  • відсутність шлакового шару, що дозволяє візуально контролювати процес зварювання;
  • застосування для зварювання кольорових і тугоплавких металів;
  • для виробництва високоточних робіт;
  • завдяки величезній номенклатурі напівавтоматів і автоматів, можливе використання як в промислових масштабах, так і штучному виробництві.

Мінуси цього виду зварювальних робіт:

  • робота з газами вимагає підвищених заходів техніки безпеки;
  • висока вартість інертних газів.
Ссылка на основную публикацию