Обратный валик сварка аргоном
Обновлено: 20.09.2024
Для работы используется следующее оборудование: источник переменного или постоянно тока (инвертор), горелка с электродом, баллон для газа и присадочный материал. В зоне плавления создается высокотемпературная среда, которая мгновенно прогревает поверхность, очищенную от ржавчины, оксидный пленки и грязи. В месте стыка труб или присоединения подкладного кольца образуется электрическая дуга, расплавляющая металл. Выбор диаметра графитовых, чисто вольфрамовых или легированных оксидом тория, церия, циркония и другими металлами электродов зависит от толщины труб.
В зону формирования шва подается инертный газ и присадочный материал — алюминиевая, нержавеющая или покрытая медью проволока d 1-4 мм. Аргон защищает поверхность в месте сварки от кислорода, водяного пора и азота. Если заготовки соединяются методом плавления кромок, прутки не используются.
По степени механизации процесса различают следующие виды аргонодуговой сварки труб:
- ручную — подача присадочного материала и перемещение горелки производится специалистом;
- механическую — пистолет с электродом держит сварщик, а пруток подается автоматически;
- автоматическую — движение горелки и подача проволоки производится роботом под управлением оператора.
В процессе создания дуги касание тугоплавкого электрода к поверхности трубы не допускается. Присадочный пруток подается плавно, горелка ведется по оси сварного шва, исключая перпендикулярное направление движения. Для глубокого плавления варить металл следует на минимально короткой дуге, поднося электрод как можно ближе к трубе. В результате получается сварной шов одинаковой ширины, имеющий чешуйчатую структуру.
Стыковой шов
Стыковой шов двух поверхностей
Стыковой шов используется с целью получения стыкового соединения, и чаще всего делается непрерывным. Он характеризуется специфической особенностью — формой разделки кромок у соединяемых заготовок. Благодаря разделке обеспечивается подготовка места проведения сварки, а также появляется возможность достичь хорошего качества соединения деталей в месте сваривания их друг с другом. Для повышения качества соединения применяется односторонняя или двухсторонняя разделка кромок. Осуществляется она прямыми линиями, либо в форме буквы «U».
Преимущество TIG перед MIG
TIG-сварка, как и Metal Inert Gas (MIG), производится в среде инертного газа. В первом случае электродом выступает подвижная проволока, во втором — тугоплавкий электрод. Аппараты MIG достаточно громоздки, объемная сварочная горелка не позволяет производить работы в труднодоступных местах. Приобретение агрегата сопровождается покупкой дополнительного оборудования (горелки, газовых баллонов, катушки с проволокой, редукторов и шлангов), что сказывается на цене сварки труб аргоновой сваркой.
Tungsten Inert Gas (TIG) гарантирует ювелирное качество полученного шва. С помощью аппарата свариваются различные металлы независимо от их химического состава. Оборудование для ручной аргонодуговой сварки труб позволяет работать с тонкостенными изделиями, использовать 2 вида тока — переменный и постоянный. Применение TIG-метода создает возможности для контроля глубины плавления металла, гарантирует высокое качество полученного шва.
Как рассчитывается прочность и катет при угловом соединении?
Прочность углового соединения при сварочных работах принято рассчитывать на основании производной от теоретической толщины соединения и его длины по факту. Размер углового катета вычисляется по законам геометрии (по длине катетов наибольшего треугольника, который можно вписать в продольное сечение соединения). Толщина соединения определяется величиной его катета. Размер углового соединения определяется его катетом.
Измерители сварных швов
Катет должен обладать достаточной величиной, чтобы полученное при сварке соединение смогло выдерживать расчетную нагрузку. При этом нужно учитывать, что излишне большие значения катета шва при сварке могут стать причиной возникновения сварочных деформаций. Еще один существенный момент: увеличение катета приводит к пропорциональному увеличению расходных материалов при сваривании заготовок, вследствие чего повышается и стоимость работ.
Чтобы проконтролировать качество угловых сварочных соединений в реальных условиях принято использовать несколько видов особых шаблонов. Самым распространенным методом определения катета является использование универсального сварочного шаблона.
Подготовка к аргонной сварке труб
Поверхность обезжиривается уайт-спиритом, ацетоном или другим растворителем, с цветных металлов с применением раствора фтористого натрия и азотной кислоты удаляются окислы. Газ начинает податься за 20 сек. до начала работы. На аппарате выставляется режим сварки и значение тока по таблице из инструкции:
- постоянный с прямой полярностью используется для соединения большинства металлов и сплавов;
- переменный применяется для разрушения оксидный пленки при работе с алюминием, магнием, медью, бронзой и другим цветметом.
Сварщик выбирает диаметр электрода и размер прутка в зависимости от толщины трубы. Горелка подносится к поверхности заготовки на расстояние 2 мм. Газ распределяется по всему сечению сопла равномерно благодаря линзам, поддерживающим ламинарный поток.
Катет
Теперь можно разобраться с катетами. Катет углового шва при сварке — это кратчайшее расстояние, измеряемое от плоскости одной из заготовок, которые нужно соединить друг с другом, до границы сварного углового соединения на плоскости второй заготовки.
Измеритель сварного шва
Выбор размерности катета при его определении производится таким образом, чтобы он обеспечивал максимально возможную прочность соединения деталей. Однако, не следует забывать, что чересчур сильное увеличение катета может повлечь за собой возникновение деформации заготовки.
Специфика сварки труб из разных металлов
Для создания прочных швов используются предварительно заточенные электроды. Качество сварного соединения зависит от правильного выбора режима, вида тока, наличия навыков работы с металлами и сплавами.
Трубы из алюминия
Перед сваркой производится подготовка кромок: очистка, обезжиривание, удаление оксидный пленки и при необходимости — разделка. При сварке алюминиевых труб используются переменный ток, прутки d 1,6-4 мм и вольфрамовые электроды. Длина создаваемой дуги не превышает 2,5 мм, подача аргона начинается за 3-5 сек. до ее поджига и заканчивается через 7 сек. после обрыва.
Аргонодуговая сварка алюминиевых труб
Трубы из нержавейки
Кромки металла очищаются и обезжириваются. Сварочный стык делается с небольшим зазором с учетом усадки шва. При соединении тонких труб из нержавеющей стали используются медные пластины. Они служат для отвода тепла, фиксации и защиты шва с внутренней стороны. Сварка изделий большого диаметра из нержавейки сопровождается нагнетанием аргона внутрь трубы. Швы подвергаются быстрому охлаждению. Для восстановления антикоррозийных свойств металла производится обработка сварного соединения травильной пастой, компенсирующий потерю нержавейкой хрома.
Аргонодуговая сварка нержавеющих труб
Трубы из латуни
Изделия из сплава меди и цинка свариваются с применением аргона при толщине 5 мм и более. Для сварки аргоном труб из латуни применяется постоянный ток обратной полярности. Изделия очищаются от загрязнений, с помощью азотной кислоты удаляется оксидная пленка. Кромки разделываются с одной стороны при толщине труб 4-10 мм, с двух сторон — 15-25 мм. Присадочный материал может не использоваться, при необходимости под швом располагают асбестовую прокладку.
Трубы из меди
Изделия зачищаются абразивным материалом и обезжириваются. На медных трубах толщиной 5-12 мм срезаются односторонние кромки, 12 мм и более — двусторонние. Сварка меди аргоном производится с применением графитового или покрытого электрода и тока обратной полярности. Шов образуется методом соединения кромок без использования присадочного материала.
Аргонодуговая сварка медных труб
Трубы из бронзы
Аргонодуговая сварка применяется при наличии в сплаве алюминия и кремния. Трубы перед началом работы очищаются с помощью химических растворов. При толщине бронзовых изделий до 1,4-2,5 мм присадочный материал не используется. Сварка производится с применением постоянного тока с прямой полярностью. Присадкой для соединения толстостенных изделий выступает проволока или стержни из бронзы толщиной 5-12 мм.
Выпуклость и вогнутость
Сварка металла внутренней плоскости
Выпуклость и вогнутость — это значение расстояния между линией основной поверхности металла заготовки и поверхностью, которая проходит по линии максимальной выпуклости (вогнутости). Швы с выпуклой поверхностью считаются усиленными. Лучше всего применять их, если на изделие производится статическая нагрузка.
Что касается вогнутых швов, то они являются ослабленными, однако очень хорошо могут выдерживать динамические нагрузки. На практике целесообразно в большинстве случаев использовать швы с плоской поверхностью, потому что они являются самыми универсальными.
Ширина
Что касается еще одного геометрического параметра, — ширины, то она рассчитывается как минимальное расстояние между границами, возникающими при сплавлении металла.
Корень
Корнем шва, образованного при сварке, называют ту часть сварного стыка, которая максимально удалена от лицевой поверхности детали с той стороны, с которой производится сваривание. Можно сказать, что корень — это обратная сторона шовного соединения.
Внутренняя сварка дает наружный корень шва
Если используется двухстороннее сваривание деталей, то корень будет перекрываться подварочным швом. Что такое подварочный шов? Это небольшая часть двухстороннего сварочного соединения, которая выполняется заранее (в целях предотвращения возникновения прожогов при последующих сварных работах по созданию основного шва).
В некоторых случаях, если требуется сделать двухстороннее соединение, подварочный шов разрешено укладывать в последнюю очередь в корень главного соединения.
Сварка труб большого диаметра аргоном
При соединении изделий с d более 110 мм для защиты корневого шва применяется флюс-паста из силиконовой связки и сухой шихты. Практикуется подача аргона внутрь трубы. Вместо присадочной проволоки используется расплавляемая металлическая вставка — подкладной кольцо. Его прихватывают снаружи в нескольких местах угловым швом. Сварку стыков трубопроводов с d 219 мм и более производят одновременно 2 мастера, больше 800 мм — 2 пары специалистов, работающих попеременно.
Обвязка нержавеющих и стальных трубопроводов
Какие параметры влияют на качество сварного соединения?
Угловой сварной шов, с идеальным углублением
Из основных геометрических параметров можно отметить следующие:
- выпуклость;
- вогнутость;
- ширина;
- корень шва сварки;
- катет шва, образованный при сварке.
Кроме того, на качество влияет толщина и глубина провара, а также расчетная высота углового стыка.
Преимущества сварки труб аргоном
Инертный газ не вступает в реакцию с нагретыми металлами и сплавами. На полученном аккуратном и точном шве не остается шлака, в воздухе не образуется дым как при работе покрытыми электродами. Присадочный пруток при сварке труб аргоном подается в необходимом количестве, что препятствует появлению искр и брызг.
Локальный нагрев участка трубы исключает деформацию элементов у стальных конструкций сложной формы. Будучи тяжелее воздуха, аргон вытесняет из рабочей ванны кислород. Это обеспечивает чистоту шва, исключает возгорание алюминия, создает возможности для сварки сталей, устойчивых к коррозии, а также бронзы, алюминия, магния, меди, олова и др.
Трубы из цветных металлов из-за подверженности окислению не варят с применением электродов без подачи аргона или гелия. При взаимодействии сплавов с кислородом на поверхности образуется оксидная пленка, которая мешает созданию прочного шва. Инертные газы создают нейтральную среду и препятствуют попаданию тугоплавких окислов в зону стыка труб.
Понятие сварного шва и определение его разновидностей
Сварщики, которые стремятся стать профессионалами, стремятся разобраться во всех вопросах и понятиях сварочного мастерства до тонкостей. Один из часто задаваемых вопросов звучит так: что принято называть катетом шва при сварке?
Продольный сварной шов трубы
Для начала следует понять основы техники выполнения швов.
Существует огромное количество способов, которыми можно осуществить сваривание дуговой электросваркой (около ста пятидесяти), и регулярно появляются новые.
Что такое сварной шов? Это участок, который соединяет элементы конструкции, сформированный при прохождении кристаллизационного процесса расплавленного металла. Глобально все швы можно разделить на две категории:
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Высота обратного валика ( усиления) зависит в основном от совместного действия двух факторов: скорости сварки и силы, приложенной к электроду вдоль его оси. Практически скорость сварки устанавливается автоматически за счет наклона электрода и его постоянного плавления. В потолочном положении при сварке корневого шва запрещается проводить манипуляции концом электрода, т.к. это приводит к появлению подрезов. [3]
Усиление и обратный валик не удаляют. [4]
Излучение от обратного валика ( рис. 2.51, б) через фокусирующую оптику и светофильтр попадает на фотоприемник. Светофильтр пропускает только излучение с длинами волн, соответствующими расплавленному металлу, когда X 0 5 мкм. Таким образом, величина противления оказывается пропорциональна сигналу фотоприемника. Темновой фотоприемник служит для компенсации температурных дрейфов. После предварительного усиления сигналы от фотоприемников вычитаются в инструментальном усилителе с регулировкой коэффициента усиления. Фильтр низких частот ослабляет сигналы с частотой выше 100 Гц. Сумматор служит для аналоговой регулировки сдвига нуля. Через буферный усилитель сигнал поступает на аналоговый выход для использования в системе регулирования. [5]
Для формирования обратного валика под свариваемым стыком располагают угольную пластину с канавкой. [6]
Для формирования обратного валика шва служит скользящий медный башмак с внутренним водяным охлаждением. [7]
Для формирования обратного валика шва применяют состав, который имеет 30 % железного порошка, 25 % рутила, 10 % флюорита, 10 % циркона, 10 % магнезита, 10 % ферросилиция и 5 % кремнезема. [9]
Для обеспечения стабильности обратного валика на центраторе имеется медное подкладное кольцо, предотвращающее протекание или обвисание корневого шва. [10]
Высокое качество формирования обратного валика вызывает необходимость применения этого способа и при сварке корневых швов в разделках при изготовлен пи ответственных толстостенных изделий. В зависимости от толщины стали и конструкции сварного соединения сварку выполняют с присадочным материалом или без него вручную с использованием специальных горелок или автоматически. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Исключение составляют стали и сплавы с повышенным содержанием алюминия, когда для разрушения поверхностной пленки окислов, богатой алюминием, следует применять переменный ток. [11]
Чтобы обеспечить нормальное формирование обратного валика , как правило, во всех флюсомедных подкладках предусматривается специальная канавка треугольной формы. Сечение канавки подбирается опытным путем и обычно имеет ширину 12 - г - 20 мм и глубину 1 5 - 2 5 мм. [12]
Электроды АНО-ТМ обеспечивают получение мелкочешуйчатого обратного валика с хорошим проплавлением кромок при соблюдении определенной техники сварки и правильно подготовленном стыке. [13]
В качестве устройства для формирования обратного валика применяют медное, охлаждаемое проточной водой, кольцо, остающиеся стальные подкладки и обратные ползуны ( фиг. В качестве стальной остающейся подкладки применяют кольцо шириной 80 - 100 мм и толщиной 25 - 30 мм. [14]
Защиту корня шва и формирование обратного валика при сварке стыков труб осуществляют путем поддува с обратной стороны шва защитным газом, для чего трубопровод заполняют газом и создают в нем давление. Перед введением в трубопровод защитно-формирующего газа узел трубопровода со стыками заглушают деревянными пли резиновыми пробками. Крайние пробки должны иметь штуцеры. [15]
Читайте также: