Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Аргонодуговая сварка

Во время аргонодуговой сварки постоянным током неплавя - щимся электродом используют прямую полярность. Дуга горит устойчиво, обеспечивая хорошее формирование шва. При обрат­ной полярности устойчивость процесса снижается, вольфрамовый электрод перегревается, что приводит к необходимости значитель­но уменьшить сварочный ток. Вследствие этого производитель­ность процесса снижается.

Во в|‘**мя автоматической и полуавтоматической сварок плавящимся электродом применяется постоянный ток обратной полярности, при котором обеспечивается высокая производитель­ность процесса. Кроме того, при сварке алюминия, магния и их сплавов происходит мощная бомбардировка поверхности свароч­ной ванны положительными ионами, что наряду с процессом

катодного распыления приводит к разрушению пленки оксидов алюминия и магния, облегчая процесс качественной сварки без применения флюсов.

При сварке переменным током неплавящимся электродом необходимо, чтобы источник тока имел более высокое напряже­ние холостого хода, что обеспечивает устойчивое горение дуги и стабилизирует процесс сварки. Однако в связи с ограничением напряжения по условиям безопасности применяют ток допуска­емого напряжения, на который накладывается ток высокой час­тоты, включая в сварочную цепь осциллятор.

При сварке переменным током происходит частичное вы­прямление тока вследствие различной электронной эмиссии вольфрамового электрода и свариваемого изделия.

В периоды, когда вольфрамовый электрод является катодом, электронная эмиссия имеет большую интенсивность, проводи­мость дугового промежутка повышается, а напряжение на дуге понижается. Вследствие этого сварочный ток увеличивается.

В периоды, когда катодом является изделие, электронная эмиссия менее интенсивна, в результате чего сварочный ток уменьшается. Ввиду этого появляется некоторая составляющая постоянного тока, что приводит к уменьшению тепловой мощно­сти дуги и значительно затрудняет разрушение оксидной пленки при сварке алюминиевых и магниевых сплавов и тем самым спо­собствует образованию поверхностных и внутренних дефектов. Поэтому при сварке переменным током принимают меры по уст­ранению или снижению составляющей постоянного тока.

Для этой цели в сварочную цепь включают последовательно конденсаторную батарею 100 мкФ на 1 А сварочного тока или аккумуляторную батарею (положительный полюс батареи присо­единяют к электроду). Применяется также последовательное включение в сварочную цепь активного сопротивления, но эта мера снижает устойчивость горения дуги, и поэтому при такой схеме сварочной цепи приходится использовать источники пита­ния дуги с повышенным напряжением холостого хода до 120 В.

При ручной сварке неплавящимся электродом возбуждение дуги производят на угольной или графитовой пластинке и неко­торое время разогревают электрод, а затем быстро переносят дугу в начало разделки кромок. При сварке переменным током возбуж­дение дуги осуществляют с помощью осциллятора без короткого замыкания электрода на изделие. При полуавтоматической и ав­томатической сварке возбуждение дуги производят путем касания электродной проволокой вводной планки, которую устанавлива­ют для предупреждения дефекта в начале свариваемого шва.

Аргонодуговой сваркой можно выполнять швы стыковых, тавровых и угловых соединений.

При толщине листов до 2,5 мм сварку рекомендуется произ - водить-с отбортовкой кромок.

При малом зазоре порядка 0,1-0,5 мм можно сваривать тонколистовой материал толщиной 0,4-4мм без отбортовки и раз­делки кромок. Чем меньше толщина свариваемых встык листов, тем меньше допустимый зазор. Листы толщиной 4-12 мм свари­вают с V-образнОй разделкой кромок при угле разделки 50-70°. Допустимый зазор в стыке составляет не более 1,0 мм. Расход ар­гона должен обеспечить надежную защиту электрода и металла сварочной ванны от воздействия воздуха. Следует учитывать кон­фигурацию свариваемого изделия, чтобы при экономном расхо­довании газа создать хорошую защиту шва.

Рекомендуются следующие соотношения:

Перед началом сварки следует продуть шланг и горелку не­большой порцией аргона. Возбуждение дуги следует производить спустя 3-4 с после подачи аргона в горелку. Струя аргона должна защищать не только сварочную ванну, но и обратную сторону шва. Если доступ к обратной стороне шва затруднен, то Применяют лодкладки или флюсовую подушку.

Ручную сварку листов малой толщины производят левым способом, при котором горелка перемещается по шву справа на­лево. Листы большой толщины (более 12 мм) сваривают правым способом, т. е. горелку ведут слева направо. Ось мундштука горел­

ки при сварке тонких листов (толщиной до 4 мм) должна состав­лять с поверхностью свариваемых листов 75-80°. Присадочный пруток вводится в зону дуги под углом 10-15' к поверхности сва­риваемых листов, т. е. почти перпендикулярно оси мундштука горелки. При сварке листов большей толщины ось мундштука горелки располагают почти перпендикулярно к поверхности сва­риваемых листов.

Длина дуги при аргонодуговой сварке небольшая и состав­ляет 1,5-2,5 мм при длине выступающего вольфрамового элект­рода в пределах 6—12 мм. Дугу следует гасить постепенно, увели­чивая дуговой промежуток. Подачу аргона в зону дуги следует прекратить лишь спустя 10-15 с после гашения дуги, чтобы за­щитить металл шва от воздействия воздуха до его затвердевания.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом производится при постоянной скорости йодачи элек­тродной проволоки независимо от напряжения дуги. Постоянство длины дуги поддерживается автоматическим саморегулировани­ем. Применяется электродная проволока диаметром 0,5-2,0 мм. Листы толщиной до 5 мм соединяют стыковой сваркой без раз­делки кромок, а при толщине листов более 5 мм производят V-образную разделку шва с углом разделки 30-50°.

Сварочный ток влияет на характер переноса металла в шов. С увеличением тока капельный перенос металла электрода сме­няется струйным и глубина проплавления увеличивается. Крити­ческим называют значение тока, при котором металл электрода начинает стекать в сварочную ванну в виде тонкой струи. Практи­ка показала, что при сварке алюминиевых сплавов критический ток составляет 70 А на 1 мм2 сечения электродной проволоки, при сварке сталей — 60-120 А на 1 мм2 сечения проволоки.

Подготовка поверхностей под сварку включает обезжирива­ние растворителями, бензином авиационным или ацетоном тех­ническим, а затем удаление оксидной пленки механической за­чисткой или химическим способом. Обработку рекомендуется выполнять не более чем за 2-4 ч до сварки. Механическую зачист­ку производят металлическими щетками из проволок диаметром до 5 мм.

Химический способ включает травление в течение 0,5-1,0 мин раствором, состоящим из 45-55 г едкого натра технического
и 40-50 г фтористого натрия технического на 1 л воды, промывку проточной водой, нейтрализацию в 25-30% - м водном растворе азотной кислоты в течение 1-2 мин, промывку в проточной воде, затем в горячей воде, сушку до полного испарения влаги.