Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Spawanie jest metodą łączenia części z jednorodnego materiału: tworzywa sztucznego z tworzywem sztucznym, metalu z metalem. Podczas spawania stykające się powierzchnie topią się lub kurczą. W strefie kontaktu jest połączenie dwóch materiałów w jeden. Rezultatem jest mocne, ścisłe połączenie dwóch powierzchni.

Spawanie jest połączeniem części wykonanych z tego samego materiału, tworząc jeden projekt.

Spawanie topieniem metali jest wykorzystywane do jakościowego, hermetycznego połączenia elementów krytycznych: elementów rurociągu, karoserii (autobus, samolot), metalowych ścian garażu i bram, sportowych podpór poziomych, połączenia wzmacniającego wewnątrz betonowej ściany i wielu innych. Jakie rodzaje spawania wykorzystują nowoczesną technologię spawania? Jak spawanie metalu odbywa się prawidłowo?

Rodzaje spawanych powierzchni metalowych

Spawanie metali można przeprowadzać z topieniem powierzchni styku lub z ich ściskaniem. W tym przypadku procesy spawania są nazywane:

  • spawanie fuzyjne (lub topienie);
  • spawanie przez odkształcenie plastyczne.

Klasyfikacja głównych rodzajów spawania.

Wiązanie odkształcalne można wykonać z podgrzewaniem wstępnym lub bez. Odkształcanie powierzchni bez ogrzewania nazywane jest spawaniem na zimno. Gdy gęsto skompresowane, atomy różnych materiałów znajdują się w bliskiej odległości i tworzą wiązania międzyatomowe. Występuje połączenie powierzchniowe.

Podczas zgrzewania powierzchnie łączące są lokalnie ogrzewane i topione. Często używany jest trzeci materiał (wypełniacz), który topi się i wypełnia lukę między dwoma metalami. Jednocześnie w ciekłym stopie powstają wiązania międzyatomowe między głównym materiałem i dodatkiem (stopiona elektroda). Po ochłodzeniu i zestaleniu powstaje spoina stała.

Lokalne podgrzewanie części do spawania można wykonać prądem elektrycznym lub spalającym się gazem. Zgodnie z metodą lokalnego ogrzewania, spawanie dzieli się na dwa typy:

  • elektryczne (w tym elektrożużle, elektrofluidy, lasery);
  • gaz

Nazwy są określone przez zastosowane źródło ciepła. Energia elektryczna może działać zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio. Przy bezpośrednim użyciu energia elektryczna podgrzewa elektrodę metalową i elektrodę wypełniającą z powodu przechodzenia przez nią prądu lub występowania łuku. W przypadku użycia pośredniego różne energie uzyskiwane w wyniku działania elektryczności: energia stopionego żużla, przez który przepływa prąd, energia elektronów w polu elektrycznym, wiązka laserowa, która pojawia się przy przyłożeniu elektryczności.

Rodzaje klasyfikacji spawania elektrycznego.

Spawanie powierzchni metalowych można wykonać w trybie ręcznym lub automatycznym. Niektóre rodzaje połączeń spawanych są możliwe tylko przy użyciu automatyki (na przykład elektrozaczepu lub szwu), inne są dostępne dla urządzeń do spawania ręcznego.

Spawanie elektryczne jest reprezentowane przez dwie metody:

  • łuk elektryczny;
  • kontakt elektryczny.

Rozważmy bardziej szczegółowo sposób łączenia powierzchni podczas spawania łukowego i stykowego.

Spawanie łukiem elektrycznym i kontakt elektryczny

Praca łukiem elektrycznym

Ten rodzaj spawania wykorzystuje do ogrzewania ciepła łuku elektrycznego. Łuk utworzony między metalowymi powierzchniami jest plazmą. Interakcja powierzchni metalowych z plazmą powoduje ich nagrzewanie i topienie.

Zasada działania spawania łukiem elektrycznym.

Spawanie łukiem elektrycznym może być wykonywane przy użyciu elektrody ulegającej zużyciu lub typu nie ulegającego zużyciu (grafit, węgiel, wolfram). Elektroda topiąca jest jednocześnie czynnikiem sprawczym łuku elektrycznego i dostawcą metalu wypełniającego. W przypadku elektrody nie ulegającej zużyciu pręt jest używany do wzbudzania łuku, który nie topi się. Materiał wypełniający jest wprowadzany do strefy spawania oddzielnie. Gdy łuk się pali, dodatek topi się i tworzą się krawędzie części, a kąpiel ciekła utworzona po zestaleniu tworzy szew.

W niektórych procesach technologicznych połączenie powierzchni następuje bez wypełnienia materiałem wypełniacza, tylko przez zmieszanie dwóch metali podstawowych. Produkuj więc elektrody wolframowe do spawania.

Jeśli łuk elektryczny nie pali się swobodnie, ale jest ściskany przez palnik plazmowy, a plazma zjonizowanego gazu jest przez niego wdmuchiwana, to ten rodzaj spawania nazywa się plazmą. Temperatura i moc spawania plazmowego jest wyższa, ponieważ podczas ściskania łuku osiąga się wyższą temperaturę jego spalania, co umożliwia spawanie metali ogniotrwałych (niobu, molibdenu, tantalu). Gaz tworzący plazmę jest również środkiem ochronnym dla łączonych metali.

Ochrona stopionego metalu i stopów przez kontakt elektryczny

Schemat spawania elektrokontaktowego.

Jeśli podczas spawania łukowego powierzchnie metalowe chronią przed utlenianiem za pomocą gazu lub próżni, wówczas takie połączenie nazywa się spawaniem w środowisku ochronnym. Ochrona jest niezbędna do spawania chemicznie aktywnych metali (cyrkon, aluminium), krytycznych części wykonanych ze stopów. Możliwa jest ochrona spawania innymi substancjami: topnik, żużel, drut rdzeniowy. W związku z tym zastosowane metody spawania otrzymały nazwy: spawanie łukiem krytym, spawanie elektrożużlowe, spawanie próżniowe. Wszystko to jest odmianą metody łuku elektrycznego, wykorzystującej inne środowisko ochronne, aby zapobiec utlenianiu stopu, zmianom jego składu chemicznego i utracie właściwości złącza spawanego.

Spawanie elektryczne wykorzystuje ciepło wytwarzane w punkcie styku dwóch powierzchni do spawania. W ten sposób wykonuje się zgrzewanie punktowe: części są dociskane do siebie, aż dotkną w kilku punktach. Punkty styku będą miejscami o maksymalnej odporności i maksymalnym ogrzewaniu powierzchni. Z powodu tego ogrzewania elementy metalowe są topione i łączone w punktach styku.

Technologia spawania łukiem elektrycznym

Zasada połączenia i działania spawania łukiem elektrycznym.

Technologia spawania metalu za pomocą łuku elektrycznego polega na sekwencji działań mających na celu uporządkowanie pracy spawarki i bezpośrednie wykonanie spawania.

Przygotowanie polega na zainstalowaniu falownika spawalniczego, doborze elektrod i wykonaniu niezbędnego skosu krawędzi (przygotowanie powierzchni).

Po zainstalowaniu spawarki w miejscu spawania, przewód jezdny za pomocą „krokodyla” (konstrukcja zacisku przyłączeniowego) jest zamocowany na jednej z metalowych powierzchni stykowych. Zgrzewarka jest włączona, a jej moc jest ustawiana przez regulator prądu. Siła prądu zależy od wielkości elektrody i grubości spawanych części. Dla elektrody o średnicy 3 mm prąd powinien odpowiadać 80-100 A.

Jeśli powierzchnia metalu jest pomalowana lub utleniona w celu utworzenia warstwy rdzy, należy ją porysować szczotką metalową, aby zapewnić właściwy kontakt w złączu.

Rodzaj połączenia powierzchni stykowych jest określony:

  • staw kolanowy
  • pokrywają się;
  • kanciasty;
  • tavrovoe;
  • twarz.

Rodzaje spawanych złączy i szwów.

Rozważmy bardziej szczegółowo cechy spawania różnych typów połączeń. Złącze doczołowe często wymaga wstępnego przygotowania krawędzi spawanych powierzchni: skosy są wykonywane wzdłuż ich krawędzi. Fazki w kształcie litery V wykonywane są wzdłuż krawędzi arkuszy o grubości od 5 do 15 mm, skosy w kształcie X - na arkuszach o grubości większej niż 15 mm. Usunięcie krawędzi w kształcie litery V na połączeniu powierzchni pozwala uzyskać wgłębienie, które służy do spawania. Krawędzie w kształcie X sugerują obecność rowków i spoin po obu stronach złącza.

Łączniki narożne i teowe mogą być również wykonane z krawędziami skośnymi (z powierzchnią tnącą) lub bez fazowania i cięcia (w zależności od grubości sekcji spawanej).

Połączenia w kształcie litery T i kątowe umożliwiają łączenie części o różnej grubości. Położenie elektrody powinno być bardziej pionowe względem powierzchni, która ma większą grubość.

Elektrody do spawania: rodzaje i wybór

Elektroda do spawania jest metalowym prętem pokrytym powłoką. Kompozycja powłokowa jest zaprojektowana w celu ochrony stopiwa przed wypaleniem podczas utleniania. Strumień wypiera tlen ze stopionego metalu, co zapobiega utlenianiu i wydziela gaz ochronny, który również zapobiega utlenianiu. Skład powłoki obejmuje następujące składniki:

Schemat elektrod do spawania: 1 - pręt; 2 - sekcja przejściowa; 3 - powłoka; 4-pinowy koniec bez powłoki; L jest długością elektrody; D oznacza średnicę powłoki; d jest nominalną średnicą pręta; l to długość obnażonego końca

  • stabilizatory zapłonu i spalania (potas, sód, wapń);
  • ochrona przed żużlem (spar, krzemionka);
  • wytwarzanie gazu (mączka drzewna i skrobia);
  • związki rafinacyjne (do usuwania i wiązania siarki i fosforu, zanieczyszczenia szkodliwe dla spawanego metalu);
  • pierwiastki stopowe (jeśli szew wymaga specjalnych właściwości);
  • spoiwa (szkło ciekłe).

Dostępne w handlu elektrody mają średnicę od 2, 5 do 12 mm, w przypadku spawania ręcznego elektrody 3 mm są najczęściej stosowane.

Wybór średnicy elektrody zależy od grubości spawanych powierzchni, wymaganej głębokości penetracji. Istnieją tabele, które dają zalecane wartości średnic elektrod w zależności od grubości topionych powierzchni. Musisz wiedzieć, że możliwy jest niewielki spadek średnicy elektrody, jednocześnie zwiększając czas na wykonanie procesu. Elektroda o mniejszej średnicy umożliwia lepszą kontrolę procesu, co jest ważne dla początkujących spawaczy. Cieńszą elektrodę można przesuwać wolniej, co jest ważne w procesie uczenia się.

Charakterystyka spawania łukowego: definicja i znaczenie

Przed spawaniem określa się optymalne właściwości procesu spawania:

Tabela wyboru prądu do spawania.

  1. Natężenie prądu (regulowane na spawarce). Prąd jest określany przez średnicę elektrody i materiał jej powłoki, położenie szwu (pionowo lub poziomo), grubość materiału. Im grubszy materiał, tym większy prąd wymagany do ogrzania penetracji. Niewystarczający prąd nie powoduje całkowitego stopienia przekroju szwu w wyniku braku penetracji. Zbyt duży prąd doprowadzi do nadmiernie szybkiego topienia elektrody, gdy metal nie jest jeszcze stopiony. Zalecana wartość prądu jest podana na opakowaniu elektrody.
  2. Aktualne właściwości (biegunowość i płeć). Większość urządzeń spawalniczych wykorzystuje prąd stały, jest przekształcany z prądu przez prostownik wbudowany w urządzenie. Przy stałym prądzie przepływ elektronów porusza się w jednym (określonym przez polaryzację) kierunku. Biegunowość spawania określa kierunek przepływu elektronów. Istniejące polaryzacje są wyrażone w połączeniu elektrody i części:
  • linia prosta - szczegół do „+” i elektroda do „-”;
  • odwrotnie jest szczegół do „-”, elektroda do „+”. Ze względu na ruch elektronów od „minus” do „plus”, więcej ciepła jest generowane na dodatnim biegunie „+” niż na ujemnym „-”. Dlatego biegun dodatni jest umieszczony na elemencie wymagającym większego ogrzewania: żeliwo, stal o grubości 5 mm i więcej. Tak więc bezpośrednia polaryzacja zapewnia głęboką penetrację. Podczas łączenia cienkościennych części i arkuszy stosowana jest odwrotna polaryzacja.
  1. Napięcie łuku (lub długość łuku) jest odległością utrzymywaną między końcem elektrody a powierzchnią metalu. Dla elektrody o średnicy 3 mm zalecana długość łuku wynosi 3, 5 mm.

Jak wykonywane jest spawanie łukowe: technologia

Rozpocznij spawanie: sekwencja zajarzenia łuku

Metody zapłonu łuku spawalniczego.

Aby utworzyć łuk, nowa elektroda jest wkładana do zacisku i stukana w twardą powierzchnię w celu usunięcia powłoki na jej końcu roboczym. Pod żużlem znajduje się dodatek metalu, sam żużel służy jako izolacja i zamyka dodatek przed zapłonem. Następnie pręt elektrody jest przybliżany do powierzchni metalowej do minimalnej możliwej odległości, 3-5 mm, unikając kontaktu. Jednocześnie elektroda jest trzymana pod kątem do powierzchni spawanego metalu. Technologia spawania metalu elektrodą reguluje kąt nachylenia elektrody w ilości 60-70ºC. Wizualnie ten kąt jest postrzegany jako prawie pionowy, z niewielkim odchyleniem.

Aby zapalić łuk, elektroda uderza w powierzchnię metalu, podobnie jak zapłon zapałki na pudełku siarki.

Jeśli elektroda znajduje się zbyt blisko spawanej powierzchni metalowej, nastąpi sklejenie i zwarcie. Dla tych, którzy zaczynają gotować, elektroda często się przykleja. Gdy zdobędziesz umiejętność prawidłowego ustawiania elektrody nad metalem, nie powinieneś utrzymywać optymalnej odległości klejenia. Przylegającą elektrodę można oderwać, przechylając ją w innym kierunku lub wyłączając spawarkę.

Jeśli elektroda przykleja się zbyt często, możliwe, że prąd nie jest wystarczająco wysoki, należy go zwiększyć.

W optymalnej prawidłowej odległości elektrody od punktu spawania (około 3 mm) powstaje łuk o temperaturze około 5000-6000ºC. Po zapłonie łuku elektrodę można lekko podnieść o powierzchnię roboczą o kilka milimetrów.

Przenoszenie elektrod i jeziorko spawalnicze

Schemat jeziorka spawalniczego.

Gdy elektroda i materiał bazowy topią się, powstaje spawana kąpiel (kałuża stopionego metalu).

Elektroda i łuk wraz ze spawaną wanną (strefa stopionego metalu) płynnie przesuwają się wzdłuż linii łączącej. Szybkość ruchu elektrody zależy od szybkości topnienia metalu i zmiany jego koloru. Szybki ruch elektrody jest wykonywany podczas pracy z cienkimi arkuszami, szybko nagrzewa się i łatwo tworzy spawaną kąpiel. Elektroda zwolnionego tempa jest nakładana na grube, masywne połączenia.

Forma ruchu elektrody (prosta, zygzakowata, pętla) jest określona przez szerokość spoiny i głębokość penetracji. Elektroda może poruszać się prosto (prosto) z małą szerokością spawania. Potrafi poruszać pętlami, zygzakiem, jeśli chcesz zagotować wystarczającą szerokość i głębokość połączenia. Warianty ruchu elektrody pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Tryby ruchu elektrody.

Wypukłość szwu po zestaleniu jeziorka spawalniczego zależy od położenia elektrody podczas spawania. Jeśli elektroda znajduje się prawie pionowo, szew będzie gładki, a penetracja będzie głęboka. Bardziej nachylony układ elektrody tworzy wypukłą powierzchnię złącza spawanego i zmniejsza głębokość penetracji. Zbyt duże przechylenie elektrody powoduje umieszczenie łuku w kierunku szwu, co utrudnia kontrolę procesu spawania.

Dla dobrego połączenia roztopiona kąpiel powinna mieć cienkie krawędzie, być wystarczająco płynna i posłusznie poruszać się za elektrodą.

Kąpiel w lekkim filtrze (przez ciemne szkło) wygląda jak pomarańczowa powierzchnia z zmarszczkami. Wygląd pomarańczowej barwy kąpieli (kropla ciekłego stopu) można uznać za wskaźnik dalszego ruchu elektrody. Oznacza to, że jeśli pojawi się pomarańczowy kolor, przesuń elektrodę o kilka milimetrów.

Schemat urządzenia i główne wskaźniki jeziorka spawalniczego.

Pod koniec penetracji konieczne jest zwiększenie wielkości jeziorka spawalniczego. Aby to zrobić, elektroda musi być trzymana powyżej tego punktu przez kilka sekund dłużej.

Jeśli materiał przenika, konieczne jest zmniejszenie ilości prądu i pobranie innej elektrody (o mniejszej średnicy). Spalone dziury pozostawia się do ostygnięcia, wyrzuca z nich żużel, a następnie parzy.

Po spawaniu musisz uderzyć młotkiem w spoinę. Spowoduje to usunięcie z niego kamienia i wizualne sprawdzenie spoiny pod kątem nieciągłości lub słabej penetracji.

Technologia kontaktu, spawania i spawania gazowego metali

Technologia spawania metalu przez kontakty ma pewne cechy szczególne. Prąd jest połączony z częściami, które mają być spawane, po czym łączą się ze sobą. Punkty kontaktowe pojawiają się wzdłuż powierzchni złącza, w których podgrzewają metal przez kilka sekund, zanim zacznie się topić. Następnie prąd jest wyłączany, a powierzchnie czołowe dociskane do siebie, zapewniając ścisły kontakt z punktami topnienia.

Technologia spawania szwów.

Podczas spawania szew działa spawarka. Ten rodzaj spawania umożliwia uzyskanie gładkiego, ciągłego szwu na długich powierzchniach arkusza. W urządzeniu do spawania elektrody spawalnicze są obracającymi się rolkami. Połączone blachy są przekazywane między nimi.

Spawanie gazowe wykorzystuje utlenianie gazu palnego o wysokiej wartości opałowej, takiej jak acetylen, propan lub butan, do wytwarzania ciepła. Gaz i tlen są mieszane wewnątrz palnika, z którego wydostaje się płomień.

Spawanie elektrożużlowe jest rodzajem spawania w środowisku ochronnym. W tej operacji technologicznej żużel jest materiałem ochronnym, który chroni stopiony metal przed kontaktem z powietrzem. Ten rodzaj spawania jest wykonywany automatycznie.

Wyposażenie: wybór spawarki i środków ochrony

Aby chronić oczy przed oparzeniami podczas spawania, należy użyć maski z filtrem świetlnym.

Aby wykonać spawanie, wymagana jest duża ilość prądu elektrycznego, który jest doprowadzany do elektrody. Nowoczesne urządzenie, które zapewnia stały przepływ prądu do miejsca spawania, nazywane jest falownikiem. Starsze modele spawarek miały nieporęczne rozmiary i znaczną masę, nowe falowniki można łatwo przenosić, nie powodują osiadania sieci (ten stan znajduje odzwierciedlenie w zaniku napięcia i mruganiu żarówek w całym budynku mieszkalnym lub w całej ulicy sektora prywatnego). Wiele nowoczesnych falowników ma zabezpieczenie przeciwzwarciowe. Gdy elektroda trzyma się, jednostka inwertera wyłącza się automatycznie.

Inwentarz ochronny: maska z filtrem świetlnym (ciemne szkło). Filtr światła chroni oczy przed oparzeniami. Bez tego można uzyskać oparzenia rogówki o różnym stopniu: z płuc, gdy w oczach pojawia się piasek, do ciężkich, gdy niemożliwe jest przywrócenie widzenia.

Jakość ochrony filtra światła zależy od liczby. Im grubsza elektroda i większy prąd spawania, tym mocniejszy filtr światła jest potrzebny do ochrony wzroku.

Opanowując subtelności pracy z urządzeniem spawalniczym, zachowując prawidłową odległość łuku, nachylenie elektrody tworzy umiejętności spawacza. Profesjonalizm zależy od umiejętności zarządzania procesem, w celu uzyskania wysokiej jakości powierzchni połączeń.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Obróbka metalu