Бизнес

Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ

Технологии реализации сварочных операций применительно к металлическим заготовкам сегодня позволяют добиваться высокого уровня организации процесса с точки зрения безопасности, эргономики и функциональности. Об этом свидетельствует распространение полуавтоматического и роботизированного оборудования для выполнения основных технологических действий при термическом соединении деталей. Параллельно с этим растут и требования к качеству швов. На этом направлении наибольших успехов позволяет добиваться сварка в защитном газе, предусматривающая возможность изоляции рабочей зоны от негативных воздействий атмосферного воздуха.

Суть технологии

ForeverNews.ru - Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Сварочный процесс в защитной газовой среде является производной от объединения нескольких методов термического воздействия на металлы с возможностью структурного соединения заготовок. В первую очередь этот метод базируется на дуговом способе сварки, который сам по себе дает оптимальные возможности управления электродами и поверхностями целевых деталей с конструкциями. В таком формате пользователь может занимать любые пространственные положения, используя мобильное и компактное оборудование. Все это касается организационной эргономики рабочего мероприятия, а суть электрохимических процессов сварки в защитном газе раскрывается спецификой среды, в которой выполняется операция. Для начала надо подчеркнуть значимость защиты сварочной ванны от негативного воздействия атмосферного воздуха. Прямой контакт расплава заготовки с кислородом приводит к образованию шлака на поверхности, окислению покрытия и неконтролируемому легированию структуры металла. Соответственно, для исключения подобных воздействий используются специальные изоляторы – обмазки, сыпучие материалы наподобие флюса и газ, который вводится в рабочую зону специальным оборудованием. Последний способ защиты и обуславливает особенности рассматриваемого метода сварочного производства.

Общие правила сварки по ГОСТу 14771-76

Согласно указанному ГОСТу, данным методом сварки можно выполнять односторонние и двухсторонние швы, используя стыковые, угловые, тавровые и нахлестные соединения. Что касается основных параметров процесса, то к ним относятся следующие:

  • Толщина деталей – диапазон от 0,5 до 120 мм.
  • Допускаемая погрешность при сварке деталей толщиной от 12 мм – от 2 до 5 мм.
  • Наклон поверхности шва допускается только в случае обеспечения плавного перехода от одной заготовки к другой.
  • При сварке деталей с существенной разницей в показателях толщины предварительно выполняется скос по направлению от более крупной заготовки к малой.
  • Вогнутости и выпуклости угловых швов согласно допускам ГОСТа 14771-76 должны составлять не более 30% от катета формируемого угла, но при этом укладываться в 3 мм.
  • Величина допустимого смещения кромок перед сваркой по отношению друг к другу зависит от толщины деталей. Например, в случае с элементами толщиной до 4 мм этот показатель составляет порядка 0,8-1 мм, а если речь идет о 100-миллиметровых заготовках, то дистанция смещения должна будет укладываться в 6 мм.

Применяемые газы для сварки

ForeverNews.ru - Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

С точки зрения сварки все газовые среды разделяются на инертные и активные. Поскольку основная задача газовой смеси заключается в изоляционной функции, то наиболее ценными считаются среды, которые никак не влияют на обрабатываемый металл. К таким смесям относятся инертные одноатомные вещества наподобие гелия и аргона. Хотя, в соответствии с ГОСТом, сварка в защитных газах должна производиться в углекислотной среде, причем допускаются и комбинации с кислородными смесями. Что же касается активных газов, то они могут оказывать влияние на металл как в расплавленном, так и в твердом состоянии. Наличие газов в молекулярной структуре металла в целом считается нежелательным, но бывают и исключения, обусловленные спецификой таких сочетаний в разных условиях.

Характер влияния газовой среды на металл

Сразу стоит подчеркнуть именно негативные влияния газа при дуговой сварке на заготовки. При охлаждении и сильном нагреве растворяемые в молекулярной структуре газовые вещества могут стать причиной образования пор, что логично понижает прочностные качества изделия. С другой стороны, атомы водорода и кислорода могут быть полезны в будущих технологических операциях, связанных с легированием. И это не говоря уже о пользе активного защитного газа в сварке аустенитных сплавов и сталей, которые сложно подвергать расплаву, если используются инертные изолирующие смеси. В итоге проблема технологов заключается скорее не в выборе подходящей газовой смеси, а в создании условий, которые могли быть минимизировать вредное влияние активного газа на сварочную ванну и в то же время сохранить положительные эффекты растворимости.

ForeverNews.ru - Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Техника выполнения сварочного процесса

К свариваемой детали и электроду подводится источник электрического тока, который в дальнейшем будет использоваться для создания и поддержания сварочной дуги. С момента розжига дуги оператор должен выдерживать оптимальную дистанцию между электродом и образованной сварочной ванной, учитывая температурные показатели и площадь охвата термического воздействия. Параллельно в рабочую зону подается газ с помощью горелки от подключенного баллона. Вокруг дуги образуется газовая изоляция. Интенсивность образования шва будет зависеть от конфигурации расположения кромок и толщины изделий. Как правило, доля основного металла в структуре шва, который образуется при сварке в защитном газе, составляет 15-35 %. Глубина рабочей зоны при этом может достигать 7 мм, а показатели ее длины и ширины – от 10 до 30 мм.

Основное оборудование для сварки в газовой среде

Набор аппаратов для такого рода операций зависит от режимов и формата производства сварки. Непосредственно техническую базу формируют полуавтоматы, подвесные сварочные головки, источники питания, выпрямители и комплексные автоматические модули с держателями электродов, которые максимально избавляют оператора от выполнения типовых манипуляций. Акцент сегодня делается на механизированную сварку в защитном газе, инфраструктура которой также образуется газовой магистралью, горелками, приспособлениями для удобного размещения оборудования в разных положениях и т. д. На крупных производствах организуются специальные посты с необходимым набором технических средств для сварки. И напротив, оптимизированный формат выполнения таких задач в домашних условиях требует использования всего лишь компактного инвертора с преобразователями и газовым баллоном с регулирующей подачу оснасткой.

ForeverNews.ru - Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Вспомогательное оборудование

Дополнительные технические средства и приспособления преимущественно выполняют коммуникацию между основным оборудованием, а также позволяют решать второстепенные задачи, не связанные напрямую со сваркой. К таким устройствам относятся:

  • Инфраструктура газового баллона, в которую входят змеевики, редукторы, подогреватели, кожух и т. д.
  • Зачистной инструмент и сепараторы, предназначенные для удаления продуктов сгорания в рабочей зоне. Особенно это касается операций сварки в защитных газах неплавящимся электродом, расплав которого не входит напрямую в структуру изделия. И в процессе операции, и после нее может потребоваться зашкуривание шва.
  • Осушитель. Устраняет и регулирует влажность, которая содержится в углекислом газе. Своего рода влагопоглотитель, работающий при высоких или низких давлениях.
  • Фильтрационные устройства. Очищают потоки газа от нежелательных твердых частиц, также обеспечивая чистоту сварного шва.
  • Измерительное оборудование. Обычно используют манометры для отслеживания показателей того же давления и расходомеры газа.

Режимы сварки и их параметры

ForeverNews.ru - Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Подходы к организации сварочного процесса в данном случае различаются по нескольким критериям, в итоге позволяющим говорить о выделении различных режимов работы. Например, способы различаются по принципу технического выполнения задачи – ручные, полуавтоматические и автоматические. В более детальном расчете режимов сварки в защитных газах принимаются во внимание следующие параметры:

  • Сила тока – диапазон от 30 до 550 А. Как правило, большинство типовых операций требуют подключения источников на 80-120 А.
  • Толщина электрода – от 4 до 12 мм.
  • Напряжение – от 20 до 100 Вт в среднем.
  • Скорость сварки – от 30 до 60 м/ч.
  • Расход газовой смеси – от 7 до 12 л/мин.

Выбор конкретных показателей во многом зависит от типа металла, толщины заготовки, условий проведения операции и требований к формируемому соединению.

Ручная сварка

Ключевую роль в процессе играют навыки оператора и характеристики электрода. Сварщик практически весь процесс держит под своим контролем, ориентируя дугу относительно рабочей поверхности и отслеживая параметры подачи газовой смеси от баллона. В плане рабочих показателей на первый план выйдет плотность и сила тока, а также длина сварочного пути. При ручной сварке в защитном газе чаще всего выполняется несколько проходов, особенно если обрабатывается толстая заготовка. В остальных случаях увеличение количества проходов связано с необходимостью коррекции шва, изменения его длины и характеристик наплавки.

ForeverNews.ru - Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Полуавтоматическая сварка

Сегодня это наиболее популярный режим сварочного производства в защитной среде. Главным отличием этого способа от ручного является наличие элементов механизации с выпрямителями и возможностью автоматической подачи проволоки из специальной катушки. При полуавтоматической сварке в защитном газе оператору не нужно прерываться на замену расходных материалов, однако техника взаимодействия дуги с поверхностью заготовки все так же зависит от пользователя. Оператор отслеживает процесс формирования сварочного соединения, корректируя параметры тока, меняя угол наклона и т. д.

Автоматическая сварка

Полностью механизированный процесс сварки, при котором пользователь может лишь косвенно влиять на параметры подачи расходников, газовой смеси и порошкового флюса. Технически операция обеспечивается многофункциональными станциями и платформами с роботизированной аппаратурой. На узкоспециализированных современных производствах для автоматической сварки в защитном газе используется так называемый трактор, в конструкции которого предусмотрены все необходимые функциональные узлы. Это мобильный автомат, перемещающийся в процессе выполнения сварки по линии образования шва и вместе с этим направляющий защитные смеси в сварочную зону. Обязательным компонентом таких модулей является блок управления, в который изначально закладывается набор алгоритмов с действиями для каждого исполнительного органа.

ForeverNews.ru - Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ - все о бизнесе, экономике и предпринимательстве

Заключение

Применение методов защиты сварочной ванны от кислорода позволяет если не устранять полностью, то минимизировать характерные дефекты при формировании шва. Это касается непроваров, трещин, прожогов, наплывов и других изъянов, которые могут возникать по причине контакта расплавленной поверхности заготовки с открытым воздухом. К преимуществам сварки в защитных газах перед техникой применения флюса можно отнести и отсутствие необходимости удаления шлама в рабочей зоне. При этом сохраняются и другие положительные качества процесса наподобие возможности визуального наблюдения за качеством образуемого соединения. Если же говорить о недостатках метода, то его негативные факторы заключаются в тепловой и световой радиации дуги, что требует обеспечения специальных мер в отношении индивидуальной защиты сварщика.

Сварка в защитном газе: режимы, технология, применение, ГОСТ — все о бизнесе, экономике и предпринимательстве на ForeverNews.ru

Поделитесь ссылкой и ваши друзья узнают, что вы знаете ответы на все вопросы. Спасибо ツ

Related Articles

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Close