Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах
Сущность способа сварки в защитных газах заключается в том, что дуга горит в струе защитного газа, оттесняющего воздух из зоны сварки и защищающего расплавленный металл от вредного воздействия газов, содержащихся в атмосфере.
Основными преимуществами сварки в среде защитного газа перед другими способами являются: надежная защита расплавленного металла от окисления кислородом окружающего воздуха; отсутствие обмазок и флюсов при сварке, усложняющих и удорожающих этот процесс; высокая производительность; простота процесса и возможность его механизации при сварке в различных пространственных положениях с помощью простых приспособлений; возможность сварки цветных металлов, сплавов и разнородных металлов; хороший внешний вид сварного шва и высокие механические свойства соединения; возможность качественной сварки труб без внутренних подкладных колец или ручной подварки.
К недостаткам сварки в защитных газах следует отнести осложнения при проведении сварки на открытом воздухе, особенно в ветреную погоду из-за возможности отдува защитного газа струей воздуха, а также большие выделения вредного газа на рабочем месте сварщика.
В качестве защитного газа используют инертные газы: аргон и азот, не взаимодействующие с расплавленными металлами, а также активные газы и смеси газов: водород, смесь водорода и азота, углекислый газ, смесь аргона и углекислого газа, смесь аргона и кислорода, взаимодействующие в большей или меньшей степени с расплавленным металлом. Защитный газ выбирают в зависимости от свариваемых материалов.
Сваривать в защитных газах можно плавящимся или неплавящимся электродом. При сварке плавящимся электродом электрическая дуга горит между электродной проволокой, подаваемой в зону сварки, и изделием. Дуга расплавляет электродную проволоку и основной металл. При сварке неплавящимся электродом электрическая дуга горит между неплавящимся угольным или вольфрамовым электродом и изделием. Передвигаясь вдоль кромок соединения, дуга оплавляет их. Для сварки неплавящимся электродом используют вольфрамовые стержни диаметром от 0,8 до 10 мм. Диаметр прутка выбирают с учетом требуемой величины сварочного тока.
Способ сварки в струе, аргона плавящимися и неплавящимися электродами нашел применение при изготовлении трубопроводов из нержавеющих и жаропрочных сталей, цветных металлов (алюминий, медь, титан) и их сплавов.
Промышленность выпускает аргон технический, чистый первого и второго сорта. Хранят и транспортируют аргон в стандартных стальных баллонах емкостью 40 л при давлении 150 кгс/см2в газообразном состоянии. Баллоны для хранения технического аргона окрашивают в черный цвет, на верхнюю часть баллона наносят белую поперечную полосу. Баллон имеет надпись «Аргон технический». Баллоны для хранения чистого аргона окрашивают в нижней части в черный, а в верхней части— в белый цвет, на верхней части черными буквами пишут «Аргон чистый».
Источником постоянного тока служат стандартные сварочные генераторы с падающей внешней характеристикой—ПС-300, ПС-500. Величину сварочного тока регулируют балластными реостатами РБ-200 от 10 до 200 а и РБ-300 от 20 до 300 а.
Источником тока при сварке на переменном токе являются стандартные сварочные трансформаторы с дросселями.
Для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом используют установку УРСА-600, предназначенную для сварки на переменном токе от 50 до 600 а. В комплект установки входят сварочные горелки, источник питания и аппаратура управления. Кроме того, промышленность выпускает установки УДАР-300 и УДАР-500. Установка УДАР-300 предназначена для сварки вольфрамовым электродом диаметром от 1,5 до 7 мм при силе тока до 300 а, а УДАР-500 — при силе тока до 500 а. В комплект установки входят две горелки, источник питания (трансформатор и дроссель насыщения) и аппаратный ящик.
В последние годы разработано значительное количество различных горелок: ГРАД-1, ГРАД-2, ГРАД-3, ЭЗР-1-54, ЭЗР-2-54. Хорошим качеством отличаются горелки АР-9 и РГС-1.
Автоматическую аргонодуговую сварку применяют для соединения поворотных и неповоротных стыков труб диаметром до 219 мм. Автоматическую сварку неповоротных стыков труб выполняют с помощью специализированных автоматов АТВ (рис. 83), AT и АГН с неплавящимся вольфрамовым электродом. Для сварки поворотных стыков труб применяют полуавтоматы с плавящимся электродом: ПШП-9, ПША-10, ПДА-300 и автоматы АДСП, АДПГ, АДСВ. Кроме указанной аппаратуры в промышленности работает большое количество специализированных установок.
В среде инертного газа — азота сваривают в основном медь и ее сплавы.
Азотно-дуговую сварку меди осуществляют только неплавящимся электродом с подачей в зону дуги присадочного материала. В качестве неплавящегося электрода можно применять угольные или торированные вольфрамовые стержни. Неторированные вольфрамовые стержни частично плавятся при сварке в азоте и загрязняют металл шва вольфрамом.
В среде углекислого газа можно сваривать трубы диаметром от 10 до 1000 мм с толщиной стенки от 0,5 до 30 мм.
Применение углекислого газа позволяет механизировать сварку швов, расположенных в любом пространственном положении, в том числе и в потолочном. Преимуществом сварки в защитных газах является небольшая стоимость углекислого газа. Углекислый газ в 12 раз дешевле аргона.
Жидкую углекислоту, предназначенную для сварки, транспортируют в стальных баллонах при давлении 50—60 кгс/см2. Баллоны должны быть окрашены в черный цвет и иметь надпись «Углекислота». В обычный стандартный баллон емкостью 40 л заливают 25 кг углекислоты. При испарении 25 кг жидкой углекислоты образуется 12 600 л газа.
Рис. 83. Автомат АТВ для аргонодуговой сварки неповоротных стыков труб
Рис. 84. Головка ТСГ-7 для автоматической сварки поперечноколеблющимся электродом поворотных стыков труб
Для сварки можно использовать жидкую «пищевую» углекислоту.
Для сварки труб в среде углекислого газа плавящимся электродом применяют малоуглеродистую проволоку с повышенным содержанием марганца и кремния марок СВ-08ГС и СВ-08Г2С. Сварку в среде углекислого газа ведут на постоянном токе обратной полярности. Устойчивость процесса возможна только при использовании специальных сварочных генераторов с жесткой или возрастающей внешней характеристикой, а также выпрямителей. В качестве источников питания используют сварочные преобразователи ПСГ-350 или ПСГ-500 или универсальные преобразователи ПСУ-500.
Сварку неповоротных стыков труб, приварку фланцев и штуцеров выполняют с помощью полуавтоматов А-547 и А-607. Для сварки поворотных стыков труб могут быть также использованы автоматы АСП-60, А-537, АДСП-2, головка ТСГ-7, ранцевый полуавтомат А-765. Для полуавтоматической сварки в углекислом газе применяют полуавтомат ПДПГ-500 и подающие механизмы полуавтоматов ПШ-5, ПШ-54, ПДШП-500, используемых при сварке под флюсом. Полуавтоматическую сварку труб применяют для выполнения первого слоя шва (с учетом сварки последующих слоев под флюсом) или для полной заварки стыка в два-три слоя.
Головка ТСГ-7 (рис. 84) предназначена для сварки поворотных стыков труб с условным проходом 50—1000 мм при толщине стенки 2 мм и более одной поперечно колеблющейся электродной проволокой. Поперечно колеблющаяся электродная проволока позволяет сваривать стыки труб и деталей с повышенными зазорами и смещением кромок.
1. В чем преимущества и недостатки сварки труб в среде защитных газов по сравнению со сваркой под флюсом?
2. Что такое неплавящиеся электроды, из какого металла их изготовляют?
3. Для каких сталей применяют аргонодуговую сварку?
4. Какое оборудование и какие приспособления используют для ручной аргонодуговой сварки?
5. Укажите область применения сварки в среде углекислого газа.
6. Какое оборудование применяют для сварки в среде углекислого газа?
Все материалы раздела «Сварка труб» :
● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений
● Технология газовой сварки и резки
● Кислородно-флюсовая и дуговая резка
● Технология ручной электродуговой сварки, электроды
● Источники питания сварочной дуги
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах
● Сварка трубопроводов из легированной стали
● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений
● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов
● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов
● Контроль качества сварных швов
● Виды сварки и применяемое оборудование
● Сварка и склеивание винипластовых труб
● Сварка полиэтиленовых трубопроводов
● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов