ЭЛЕКТРОГАЗАСВАРЩИК

Аргонодуговая сварка

При аргонодуговой сварке 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. При автоматической и полуавтоматической сварках 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 последовательно включа­ют 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 такая 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 рекомендуется производить сварку с отбор - товкой кромок. При малом зазоре порядка 0,1—0,5 мм мож­но сваривать тонколистовой материал толщиной 0,4—4 мм без отбортовки и разделки кромок. При этом чем. меньше толщина свариваемых встык листов, тем меньше допусти­мый зазор. Листы толщиной 4—12 мм сваривают с V-об-- разной 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:

Диаметр вольфрамового

электрода, мм....................... 1,5—2,0 2,5—3 3,5—4 4,5—6

Диаметр выходного

отверстия сопла, мм....... 5—7 7—9 9—12 12—14

Расход аргона, л/мин 2—3 4—5 6—8 10—18

•

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 подкладки или флю ­совую 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 горелки 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 выступа^ ющего 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 секунд после гашения дуги, чтобы защитить металл шва от воздействия воздуха до его затвердевания.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавя­щимся электродом производится при постоянной скорости подачи 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 У-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. Значение тока, при котором металл электрода начинает стекать в сварочную ванну в виде тонкой струи, называют критическим. 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. Ме­ханическую зачистку производят металлическими щетка­ми из проволоки диаметром до 5 мм. Химический способ включает травление в течение 0,5—1,0 минуты 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%-ном вод­ном растворе азотной кислоты в течение 1—2 минут, про­мывку в проточной воде, затем в горячей воде, сушку до полного испарения влаги. Обработку рекомендуется выпол­нять не более чем за 2—4 часа до сварки.