Група №45


Класифікація способів зварювання в середовищі захисних  газів.

Дугове зварювання в захисних газах - це зварювання, при якому дуга й розплавлений метал знаходяться в захисному газі, який подається в зону зварювання за допомогою спеціальних при­строїв, Цей вид зварювання широко застосовують при виготовленні машинобудівельних і будівельних конструкцій.
Основні переваги зварювання в захисних газах:
висока продуктивність (у 2,5 рази вища порівняно з ручним дуговим зварюванням покритими електродами), низька вартість при використанні активних захисних газів;
простота механізації та автоматизації;
можливість зварювання в різних просторових положеннях;
мала зона термічного впливу й відносно невеликі деформації виробу внаслідок високого ступеня концентрації дуги;
висока якість захисту, немає потреби захищати шов при бага­тошаровому зварюванні;
доступність процесу зварювання металу різної товщини (від десятих часток міліметра до десятків міліметрів), можливість спос­тереження за утворенням шва.
висока якість зварних металів та їх сплавів різної товщини;
відсутність операцій з засипання й прибирання флюсу та ви­далення шлаку.
Недоліки зварювання в захисних газах:
відкрита дуга, що підвищує небезпеку ураження зору світловим випромінюванням;
потреба захисту зони зварювання від протягу (при струмин­ному захисті), що утруднює зварювання в монтажних умовах на відкритому повітрі;
втрати металу на розбризкування, наявність газової апарату­ри, в деяких випадках необхідність водяного охолодження паль­ників.
Існує багато видів дугового зварювання в захисних газах які можна класифікувати за найсуттєвішими ознаками
Рис.Класифікація способів дугового зварювання в середовищі захисних газів

Захисні гази.

Захисні гази призначені для захисту зварювальної дуги й ванни від шкідливого впливу навколишнього середовища. В якості захис­них газів використовують інертні та активні гази, а також їх суміші.
До інертних захисних газів відносяться аргон і гелій. Хімічно вони не взаємодіють із металом і не розчиняються у ньому та забез­печують захист дуги й металу шва від повітря.
Аргон є одноатомним інертним газом, без кольору та запаху, важчий за повітря, чим забезпечує надійний захист зварної ванни. Залежно від домішок (кисень, азот, водень) він поділяється на такі сорти:
аргон газоподібний і рідкий (ГОСТЮ157-79) - вищого сорту (не менше 99,992% Аг) та першого сорту (99,987% Аг) для плазмо­вого різання і зварювання плавким і неплавким електродом;
аргон високої чистоти (ТУ6-21-12-79) - рідкий першого сор­ту (99,998% Аг), рідкий другого сорту (99,995% Аг) і газоподібний (99,995% Аг).
Аргон вищого сорту використовується для зварювання титано­вих сплавів, цирконію, молібдену та інших активних металів і сплавів, а також для зварювання особливо відповідальних виробів із нержавіючих сталей. Аргон першого сорту призначений для зва­рювання алюмінієвих і магнієвих сплавів; другого сорту - для зва­рювання виробів із чистого алюмінію, нержавіючих і жароміцних сплавів.
Зберігають і транспортують аргон у сталевих суцільнотягнутих балонах у газоподібному стані під тиском 15 МПа (150 кгс/см2). У повному стандартному балоні місткістю 40 дм3 (л) знаходиться: 150 х 40 = 6000 дм3 (6 м3) газу. Колір балона сірий, а напис - зелений.
Гелій - інертний газ без кольору й запаху, значно легший за повітря і в 10 разів - від аргону. Одержують гелій шляхом стиснен­ня і охолодження природних газів до температур конденсації з на­ступним відокремленням домішок. Дуга, що горить у гелію, виділяє більше тепла, ніж в аргоні, чим забезпечує глибоке проплавлення металу. Оскільки гелій в 10 разів легший за аргон, погіршується за­хист зварної ванни і в 1,5-2 рази збільшуються витрати.
Залежно від вмісту домішок (азот, кисень, вуглекислий газ) гелій газоподібний (ГОСТ 20461-75) поділяється на такі сорти:
·                   особливої чистоти (не менше 99,995% Не);
·                   високої чистоти (99,985% Не);
·                   технічний (99,8% Не).
Гелій використовують при. зварюванні кольорових металів і сплавів, нержавіючих сталей.
Зберігають і транспортують гелій так само як і аргон. Колір балона коричневий, а напис - білий.
До активних захисних газів відносяться вуглекислий газ, азот, водень та ін. Вони хімічно взаємодіють із зварюваним матеріалом і розчиняються в ньому.
Вуглекислий газ (СО2) є безколірний з незначним запахом. При підвищенні тиску він перетворюється в рідину, яку називають вуглекислотою, а при сильному охолоджені (нижче -78,9°С) пере­ходить у твердий стан, який називають «сухий лід». Вуглекислий газ в 1,5 рази важчий за повітря, що забезпечує надійний захист зварної ванни при незначних витратах.
Газ одержують із вапняків, коксу, антрациту методом випалюван­ня в спеціальних печах із природного й котельних газів та іншими способами. Густина рідкої вуглекислоти сильно змінюється при змі­нах температури і тому вуглекислота постачається за масою, а не за об'ємом. При випаровуванні 1 кг вуглекислоти утворюється 509 дм3 (л) вуглекислого газу.
Випускають двоокис вуглецю газоподібний і рідкий (ГОСТ 8050-85) таких серій:
зварювальний (не менше 99,5% СО2);
зварювальний підвищеної якості (99,8% СО2); -технічний (98,5% С02).
Зварювальний (просушений) вуглекислий газ відрізняється від технічного меншим вмістом вологи.
Рідку вуглекислоту зберігають у балонах під тиском 6-7 МПа, У балоні знаходиться 60-80% рідини, а решта - газ, що випа­рувався. Колір балона чорний, а напис - жовтий. В балони міст­кістю 40 л заливають 25 л вуглекислоти, при випаровуванні якої утворюється 15120 л газу. Зварювальну вуглекислоту за­бороняється заливати в балони з-під харчової і технічної вугле­кислоти тому, що вони можуть мати підвищену кількість пари води. Використовують вуглекислоту до тиску в балоні не менше 0,4 МПа.
Під час використання вуглекислоти можуть виникнути перепа­ди тиску, що призводить до утворення «сухого льоду», Для за­побігання цьому явищу між балоном і редуктором установлюють підігрівач.
У балонах із вуглекислим газом не повинна бути вода, але через дефіцит зварювальної вуглекислоти першого сорту, застосовують газ другого сорту і харчовий. Підвищений вміст водяної пари у вуг­лекислому газі призводить до утворення пор і зниження пластич­ності зварного з'єднання, Тому рекомендують перед використанням новий балон встановити вентилем вниз на 8 год, а потім відкрити його в такому положенні й випускати воду до появи «сухого льоду». Для зниження вмісту вологи та поглинання теплоти при випарову­ванні вуглекислого газу на виході з балона встановлюють підігрівання.
Азот - газ без кольору й запаху, при температурі -196°С пере­творюється на рідину. Він є інертним щодо міді. Одержують азот із атмосферного повітря в якості побічного продукту. Використову­ють для зварювання міді, аустенітних сталей і плазмового різання.
Випускають азот таких сортів:
газоподібний і рідкий (ГОСТ 9293-74): особливої чистоти (не менше 99,996% N2); технічний газоподібний вищого сорту (99,994% N2); технічний газоподібний і рідкий першого сорту (99,5% N2); технічний газоподібний і рідкий другого сорту (99,0% N2); технічний газоподібний і рідкий третього сорту (97,0% N2);
азот газоподібний і рідкий технічний, підвищеної чистоти: сорт 1 (99,99% N2); сорт 2 (99,95% N2).
Колір балону чорний, напис - жовтий.
Водень - газ без кольору, запаху й смаку, в 1,4 рази легший за повітря. Використовують в якості домішки до захисних газів та для інших промислових потреб, Одержують шляхом електролізу дисти­льованої води, розчину хлористих солей тощо.
Згідно з ГОСТом 3022-80 випускають технічний водень таких марок:
*    А (вміст водню не менше 99,99% Н);
*    Б - сорт вищий (99,95%Н), сорт 1 (99,8% Н);
*    В - сорт вищий (98,5% Н), сорт 1 (97,5% Н), сорт 2 (95,0% Н).
Колір балону темно-зелений, напис - червоний.
У деяких випадках кращі технологічні властивості мають суміші газів.Суміш з 70% Не і 30% Аг збільшує продуктивність зварювання алюмінію, покращує формування шва, дозволяє наплавлювати біль­ший шар металу. Суміш вуглекислоти з киснем (2-5%) сприяє дрібно- краплинному перенесенню металу, покращує формування шва, змен­шує розбризкування на 30-40%. Аргоно-азотна суміш (86-88% Аг) покращує плазмове різання, а аргоно-киснева (79-77% Аг) сприяє кращому зварюванню плавким електродом сплавів у сильноокиснювальній атмосфері. Домішки вуглекислоти або кисню до аргону сприяють утворенню струминного перенесення металу в дузі, змен­шуючи при цьому розбризкування і покращуючи якість шва. Суміш аргону (90%) і водню (10%) використовується при зварюванні тон­кого металу, забезпечує збільшення швидкості зварювання, змен­шення зони термічного впливу і залишкових деформацій. Таку суміш застосовують при мікроплазмовому зварюванні. Водень за­безпечує стискання стовпа дуги, робить його сконцентрованим.
Суміші інертних і активних газів (аргон, вуглекислий газ, ки­сень) мають технологічні переваги перед чистим вуглекислим газом, У даний час впроваджений випуск готової газової суміші марки АГАМИКС, яка зменшує розбризкування електродного металу на 5-10%, покращує формування металу шва і робить процес зварюван­ня менше чутливим до коливань напруги та швидкості подачі дроту.



Газова апаратура

Пост для зварювання в захисних газах складається із балона з газом, підігрівача та осушувача, що застосовуються тільки при ви­користанні вуглекислого газу, а також редуктора, витратоміра, газо­електричного клапана і шланга, який з'єднує ці елементи із зварю­вальним пальником.
Балон - стальна ємність, призначена для зберігання й транспор­тування стиснутих, зріджених і розчинених газів під тиском. Виго­товляють із суцільнотягнутих труб. Коли з балона випускають рідку вуглекислоту, то вона випаровується, а температура газу різко змен­шується. Для попередження замерзання вологи в каналах редуктора і заповнення їх льодом, між вентилем балона і редуктором установ­люють електричний підігрівач.
На кле­ми 6 подають постійну (20 В) або змінну (36 В) напругу. Газ проходить через трубчатий змі­йовик З і нагрівається до тем­ператури 10-15°С.
Наявність навіть невеликої кількості вологи в балоні призво­дить до різкого збільшення вологості вуглекислого газу при зни­женні його тиску. При цьому в металі шва утворюються пори.
Для зниження вологості вуглекислого газу балон після проми­вання необхідно просушити (продуваючи гарячим повітрям). Для зменшення потрапляння вологи в зону зварювання, вуглекислий газ пропускають через осушувач.Осушувачі складаються з корпусу 1, решіток 2, фільтрів З, воло­гопоглинача 4 і кришки 5. Осушувач високого тиску має пружину 6, призначену для ущільнення вологопоглинача. Фільтри 3 призна­чені для відокремлення від газу твердих частин. У якості вбирача вологи використовують силікогель, або алюмогликоль, інколи мідний купорос і хлористий кальцій. 
Осушувач розрахо­ваний на осушування 30-35 м3 вуглекислого газу при одній зарядці. Порошок після використання замінюють або прожарюють один раз у 10-15 днів залежно від інтенсивності завантаження зварювального апарата чи напівавтомата.
Редуктор призначений для зниження тиску газу, який відби­рають із балона і підтримання цього тиску сталим, незалежно від зниження тиску газу в балоні,
Витрати захисного газу фіксуються показами манометра низь­кого тиску газового редуктора. Схема газового редуктора, який використовується при зварюванні у вуглекислому газі зображено на рисунку.


https://drive.google.com/open?id=1nLAqw80BSPubXVj4c7DvKGIRdtalyTo3

2 коментарі: