Sudarea în gaz de protecție: moduri, tehnologie, aplicație, GOST

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Tehnologiile de implementare a operațiunilor de sudare în legătură cu piesele metalice fac astăzi posibilă atingerea unui nivel ridicat de organizare a procesului din punct de vedere al siguranței, ergonomiei și funcționalității. Acest lucru este dovedit de răspândirea echipamentelor semiautomate și robotizate pentru efectuarea principalelor etape tehnologice în îmbinarea termică a pieselor. În paralel cu aceasta, cerințele pentru calitatea cusăturilor cresc și ele. În această direcție, cel mai mare succes poate fi obținut prin sudarea în gaz de protecție, care prevede posibilitatea izolării zonei de lucru de efectele negative ale aerului atmosferic.

Esența tehnologiei

Procedeul de sudare în mediu gazos protector este un derivat al combinației mai multor metode de acțiune termică asupra metalelor cu posibilitatea de conectare structurală a pieselor de prelucrat. În primul rând, această metodă se bazează pe metoda de sudare cu arc, care în sine oferă un control optim asupra electrozilor și suprafețelor pieselor țintă cu structuri. În acest format, utilizatorul poate ocupa orice spațiupozitii folosind echipamente mobile si compacte. Toate acestea privesc ergonomia organizatorica a evenimentului de lucru, iar esenta proceselor electrochimice de sudare in gaz de protectie este relevata de specificul mediului in care se desfasoara operatia. Pentru început, este necesar să se sublinieze importanța protejării bazinului de sudură de efectele negative ale aerului atmosferic. Contactul direct al topiturii de țagle cu oxigenul duce la formarea de zgură pe suprafață, oxidarea stratului de acoperire și alierea necontrolată a structurii metalice. În consecință, pentru a exclude astfel de efecte, se folosesc izolatori speciali - acoperiri, materiale în vrac precum fluxul și gazul, care sunt introduse în zona de lucru cu echipamente speciale. Ultima metodă de protecție determină caracteristicile metodei considerate de producție de sudare.

Reguli generale pentru sudare conform GOST 14771-76

În conformitate cu GOST specificat, această metodă de sudare poate fi utilizată pentru a realiza cusături pe o față și pe două fețe folosind îmbinări cap la cap, colț, tee și suprapunere. În ceea ce privește principalii parametri ai procesului, aceștia includ următorii:

• Grosimea pieselor - interval de la 0,5 la 120 mm.
• Eroare permisă la sudarea pieselor cu grosimea de 12 mm - de la 2 la 5 mm.
• Panta suprafeței cusăturii este permisă numai dacă este asigurată o tranziție lină de la o piesă de prelucrat la alta.
• La sudarea pieselor cu o diferență semnificativă de grosime, se efectuează preliminar o teșire în direcția de la o piesă de prelucrat mai mare la una mică.
• Concavitatea și convexitatea sudurilor de colț conformtoleranțele GOST 14771-76 nu trebuie să depășească 30% din piciorul unghiului care se formează, dar, în același timp, se potrivesc cu 3 mm.
• Cantitatea de decalaj admisibil a marginilor înainte de sudare între ele depinde de grosimea pieselor. De exemplu, în cazul elementelor cu grosimea de până la 4 mm, această cifră este de aproximativ 0,8-1 mm, iar dacă vorbim de semifabricate de 100 mm, atunci distanța de decalaj va trebui să se încadreze în 6 mm.

Gaze de sudare folosite

Din punct de vedere al sudării, toate mediile gazoase sunt împărțite în inerte și active. Deoarece sarcina principală a amestecului de gaze este funcția de izolare, cele mai valoroase sunt mediile care nu afectează metalul prelucrat. Astfel de amestecuri includ substanțe monoatomice inerte precum heliul și argonul. Deși, în conformitate cu GOST, sudarea în gaze de protecție trebuie efectuată într-un mediu cu dioxid de carbon și sunt de asemenea permise combinații cu amestecuri de oxigen. În ceea ce privește gazele active, acestea pot afecta metalul atât în stare topită, cât și în stare solidă. Prezența gazelor în structura moleculară a unui metal este în general considerată nedorită, dar există excepții datorate specificului unor astfel de combinații în diferite condiții.

Natura influenței mediului de gaz asupra metalului

Imediat merită subliniat efectele negative ale gazului în timpul sudării cu arc asupra pieselor de prelucrat. În timpul răcirii și încălzirii puternice, substanțele gazoase dizolvate în structura moleculară pot provoca formarea de pori, ceea ce reduce în mod logicproprietățile de rezistență ale produsului. Pe de altă parte, atomii de hidrogen și oxigen pot fi utili în viitoarele operațiuni de dopaj. Și aceasta nu mai vorbim de utilitatea gazului de protecție activ în sudarea aliajelor și oțelurilor austenitice, care sunt greu de topit dacă se folosesc amestecuri izolante inerte. Ca urmare, problema tehnologilor nu este alegerea amestecului de gaz potrivit, ci crearea unor condiții care ar putea minimiza efectele nocive ale gazului activ asupra bazinului de sudură și, în același timp, să păstreze efectele pozitive ale solubilității.

Tehnica procesului de sudare

O sursă de curent electric este furnizată piesei de prelucrat și electrodului, care ulterior va fi folosită pentru a crea și menține arcul de sudare. Din momentul aprinderii arcului, operatorul trebuie sa mentina distanta optima intre electrod si bazinul de sudura format, tinand cont de indicatorii de temperatura si de zona acoperita de efectele termice. În paralel, gazul este furnizat în zona de lucru folosind un arzător dintr-un cilindru conectat. În jurul arcului se formează izolația de gaz. Intensitatea formării cusăturii va depinde de configurația locației marginilor și de grosimea produselor. De regulă, proporția metalului de bază în structura de sudură, care se formează în timpul sudării într-un gaz de protecție, este de 15-35%. Adâncimea zonei de lucru în acest caz poate ajunge la 7 mm, iar indicatorii lungimii și lățimii sale - de la 10 la 30 mm.

Echipament pentru sudarea cu gaz

Un set de dispozitive pentru astfel de dispozitivetipul de operații depinde de modurile și formatul de producție de sudare. Baza tehnică este formată direct din dispozitive semiautomate, capete de sudură suspendate, surse de alimentare, redresoare și module automate complexe cu suporturi de electrozi, care scutesc maxim operatorul de la efectuarea manipulărilor tipice. Accentul se pune astăzi pe sudarea mecanizată în gaz de protecție, a cărei infrastructură este formată și dintr-o conductă de gaz, arzătoare, dispozitive pentru amplasarea convenabilă a echipamentelor în diferite poziții etc. Posturi speciale sunt organizate la industriile mari cu setul necesar de tehnică. echipamente pentru sudare. În schimb, un format optimizat pentru efectuarea unor astfel de sarcini acasă necesită utilizarea doar a unui invertor compact cu convertoare și a unei butelii de gaz cu echipament de control al debitului.

Accesorii

Mijloacele și dispozitivele tehnice suplimentare realizează în principal comunicarea între echipamentele principale și permit, de asemenea, rezolvarea sarcinilor secundare care nu sunt direct legate de sudare. Aceste dispozitive includ:

• Infrastructura buteliilor de gaz, care include bobine, reductoare, încălzitoare, carcasă etc.
• Unelte de curățare și separatoare concepute pentru a îndepărta produsele de ardere din zona de lucru. Acest lucru este valabil mai ales pentru operațiunile de sudare în gaze de protecție cu un electrod neconsumabil, a cărui topire nu este inclusă direct în structura produsului. Atât în timpul cât și după operațiePoate fi necesară șlefuirea cusăturilor.
• Uscător. Elimină și reglează umiditatea conținută în dioxid de carbon. Un fel de desicant care funcționează la presiuni mari sau scăzute.
• Dispozitive de filtrare. Curăță fluxurile de gaz de solide nedorite, asigurând și o sudură curată.
• Echipamente de măsurare. De obicei, manometrele sunt folosite pentru a urmări indicatorii aceleiași contoare de presiune și debit de gaz.

Moduri de sudare și parametrii acestora

Abordările de organizare a procesului de sudare în acest caz diferă în funcție de mai multe criterii, care în cele din urmă ne permit să vorbim despre alocarea diferitelor moduri de funcționare. De exemplu, metodele diferă în funcție de principiul executării tehnice a sarcinii - manual, semi-automat și automat. Într-un calcul mai detaliat al modurilor de sudare în gazele de protecție, se iau în considerare următorii parametri:

• Curentul - interval de la 30 la 550 A. De regulă, majoritatea operațiunilor tipice necesită conectarea surselor de 80-120 A.
• Grosimea electrodului - de la 4 la 12 mm.
• Tensiune - 20 până la 100 W în medie.
• Viteza de sudare - de la 30 la 60 m/h.
• Consum de amestec gazos - de la 7 la 12 l/min.

Alegerea indicatorilor specifici depinde în mare măsură de tipul de metal, grosimea piesei de prelucrat, condițiile de operare și cerințele pentru îmbinarea formată.

Sudura manuală

Rolul cheie în proces este jucat de priceperea operatorului și de caracteristicile electrodului. Aproape toți sudorține procesul sub controlul său, orientând arcul în raport cu suprafața de lucru și monitorizând parametrii alimentării amestecului gazos din butelie. În ceea ce privește performanța, densitatea și puterea curentului, precum și lungimea căii de sudare, vor trece în prim-plan. În sudarea manuală în gaz de protecție, cel mai adesea se efectuează mai multe treceri, mai ales dacă se prelucrează o piesă groasă. În alte cazuri, o creștere a numărului de treceri este asociată cu necesitatea corectării sudurii, a modificării lungimii acesteia și a caracteristicilor suprafeței.

Sudura semi-automată

Astăzi, acesta este cel mai popular mod de producție de sudare într-un mediu de protecție. Principala diferență între această metodă și cea manuală este prezența elementelor de mecanizare cu redresoare și posibilitatea alimentării automate a firului dintr-o bobină specială. Cu sudarea semiautomată în gaz de protecție, operatorul nu trebuie să fie întrerupt pentru a schimba consumabilele, dar tehnica de interacțiune a arcului cu suprafața piesei de prelucrat este încă la latitudinea utilizatorului. Operatorul monitorizează procesul de formare a îmbinării de sudură, corectând parametrii de curent, modificarea unghiului de înclinare etc.

Sudura automată

Proces de sudare complet mecanizat, în care utilizatorul poate influența doar indirect parametrii de alimentare a consumabilelor, amestecului de gaze și fluxului de pulbere. Din punct de vedere tehnic, funcționarea este asigurată de stații multifuncționale și platforme cu echipamente robotizate. Pe unități de producție moderne extrem de specializate pentru sudarea automată în gaz de protecțiese folosește așa-numitul tractor, al cărui design asigură toate unitățile funcționale necesare. Aceasta este o mașină mobilă care se deplasează în timpul procesului de sudare de-a lungul liniei de formare a cusăturii și, în același timp, ghidează amestecul de protecție în zona de sudare. O componentă obligatorie a unor astfel de module este unitatea de control, care conține inițial un set de algoritmi cu acțiuni pentru fiecare organ executiv.

Concluzie

Utilizarea metodelor de protejare a bazinului de sudură de oxigen permite, dacă nu eliminarea completă, apoi minimizarea defectelor caracteristice în formarea cusăturii. Acest lucru se aplică lipsei de penetrare, fisurilor, arsurilor, înclinării și altor defecte care pot apărea din cauza contactului suprafeței topite a piesei de prelucrat cu aerul liber. Avantajele sudării în gaze de protecție față de tehnica de utilizare a fluxului includ absența necesității de a îndepărta nămolul din zona de lucru. În același timp, se păstrează și alte calități pozitive ale procesului, cum ar fi posibilitatea de observare vizuală a calității compusului format. Dacă vorbim despre deficiențele metodei, atunci factorii ei negativi sunt radiația termică și luminoasă a arcului, care necesită asigurarea unor măsuri speciale pentru protecția individuală a sudorului.