Metināšana aizsarggāzē: režīmi, tehnoloģija, pielietojums, GOST

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Tehnoloģijas metināšanas darbību veikšanai saistībā ar metāla sagatavēm mūsdienās ļauj sasniegt augstu procesa organizācijas līmeni drošības, ergonomikas un funkcionalitātes ziņā. Par to liecina pusautomātisko un robotizēto iekārtu izplatība galveno tehnoloģisko soļu veikšanai detaļu termiskajā savienošanā. Paralēli tam aug arī prasības šuvju kvalitātei. Šajā virzienā vislielākos panākumus var gūt, metinot aizsarggāzē, kas nodrošina iespēju izolēt darba zonu no atmosfēras gaisa negatīvās ietekmes.

Tehnoloģijas būtība

Metināšanas process aizsarggāzes vidē ir atvasinājums no vairāku metālu termiskās iedarbības metožu kombinācijas ar iespēju strukturāli savienot sagataves. Pirmkārt, šī metode ir balstīta uz loka metināšanas metodi, kas pati par sevi nodrošina optimālu kontroli pār elektrodiem un mērķa daļu virsmām ar konstrukcijām. Šajā formātā lietotājs var aizņemt jebkuru vietupozīcijas, izmantojot mobilo un kompakto aprīkojumu. Tas viss attiecas uz darba pasākuma organizatorisko ergonomiku, un metināšanas elektroķīmisko procesu būtību aizsarggāzē atklāj vides specifika, kurā tiek veikta darbība. Vispirms ir jāuzsver, cik svarīgi ir aizsargāt metināto baseinu no atmosfēras gaisa negatīvās ietekmes. Tiešs sagataves kausējuma kontakts ar skābekli izraisa izdedžu veidošanos uz virsmas, pārklājuma oksidēšanu un nekontrolētu metāla struktūras sakausējumu. Attiecīgi, lai izslēgtu šādus efektus, tiek izmantoti speciāli izolatori - pārklājumi, beztaras materiāli, piemēram, plūsma un gāze, kas tiek ievadīta darba zonā ar speciālu aprīkojumu. Pēdējā aizsardzības metode nosaka aplūkotās metināšanas ražošanas metodes īpatnības.

Vispārīgi noteikumi metināšanai saskaņā ar GOST 14771-76

Saskaņā ar norādīto GOST šo metināšanas metodi var izmantot vienpusēju un divpusēju šuvju veikšanai, izmantojot sadursavienojumus, stūra, tee un pārlaidumus. Kas attiecas uz procesa galvenajiem parametriem, tie ietver:

• Detaļu biezums - diapazonā no 0,5 līdz 120 mm.
• Pieļaujamā kļūda, metinot detaļas ar biezumu 12 mm - no 2 līdz 5 mm.
• Šuves virsmas slīpums ir pieļaujams tikai tad, ja tiek nodrošināta vienmērīga pāreja no vienas sagataves uz otru.
• Metinot detaļas ar būtisku biezuma atšķirību, sākotnēji tiek veikta slīpēšana virzienā no lielākas sagataves uz mazu.
• Filetu metinājuma šuvju ieliekums un izliekums atbilstošiGOST 14771-76 pielaidēm jābūt ne vairāk kā 30% no veidojamā leņķa kājas, bet tajā pašā laikā jāiekļaujas 3 mm robežās.
• Malu pieļaujamā nobīde pirms metināšanas attiecībā pret otru ir atkarīga no detaļu biezuma. Piemēram, elementiem, kuru biezums ir līdz 4 mm, šis skaitlis ir aptuveni 0,8-1 mm, un, ja mēs runājam par 100 mm sagatavēm, tad nobīdes attālumam būs jāietilpst 6 mm.

Izmantotas metināšanas gāzes

No metināšanas viedokļa visas gāzveida vielas tiek iedalītas inertās un aktīvajās. Tā kā gāzu maisījuma galvenais uzdevums ir izolācijas funkcija, visvērtīgākie ir nesēji, kas neietekmē apstrādājamo metālu. Šādi maisījumi ietver inertas monoatomiskas vielas, piemēram, hēliju un argonu. Lai gan saskaņā ar GOST metināšana aizsarggāzēs jāveic oglekļa dioksīda vidē, un ir atļautas arī kombinācijas ar skābekļa maisījumiem. Kas attiecas uz aktīvām gāzēm, tās var ietekmēt metālu gan izkausētā, gan cietā stāvoklī. Gāzu klātbūtne metāla molekulārajā struktūrā parasti tiek uzskatīta par nevēlamu, taču ir izņēmumi, kas saistīti ar šādu kombināciju specifiku dažādos apstākļos.

Gāzes vides ietekmes uz metālu raksturs

Tūlīt ir vērts uzsvērt gāzes negatīvo ietekmi loka metināšanas laikā uz sagatavēm. Dzesēšanas un spēcīgas karsēšanas laikā molekulārajā struktūrā izšķīdušās gāzes vielas var izraisīt poru veidošanos, kas loģiski samazinaizstrādājuma stiprības īpašības. No otras puses, ūdeņraža un skābekļa atomi var būt noderīgi turpmākajās dopinga operācijās. Nemaz nerunājot par aktīvās aizsarggāzes lietderību austenīta sakausējumu un tēraudu metināšanā, kurus ir grūti izkausēt, ja izmanto inertus izolācijas maisījumus. Rezultātā tehnologu problēma drīzāk ir nevis pareizā gāzu maisījuma izvēlē, bet gan tādu apstākļu radīšanā, kas varētu līdz minimumam samazināt aktīvās gāzes kaitīgo ietekmi uz metināto baseinu un vienlaikus saglabāt šķīdības pozitīvo ietekmi.

Metināšanas procesa tehnika

Sagatavei un elektrodam tiek piegādāts elektriskās strāvas avots, kas vēlāk tiks izmantots metināšanas loka izveidošanai un uzturēšanai. No loka aizdegšanās brīža operatoram jāsaglabā optimālais attālums starp elektrodu un izveidoto metināto baseinu, ņemot vērā temperatūras rādītājus un termisko efektu aptverto laukumu. Paralēli gāze tiek piegādāta darba zonai, izmantojot degli no pievienotā balona. Ap loka veidojas gāzes izolācija. Šuves veidošanās intensitāte būs atkarīga no malu atrašanās vietas konfigurācijas un izstrādājumu biezuma. Parasti parastā metāla īpatsvars metināšanas konstrukcijā, kas veidojas metināšanas laikā aizsarggāzē, ir 15-35%. Darba zonas dziļums šajā gadījumā var sasniegt 7 mm, bet garuma un platuma rādītāji - no 10 līdz 30 mm.

Iekārtas gāzes metināšanai

Ierīču komplekts tādiemdarbību veids ir atkarīgs no metināšanas ražošanas režīmiem un formāta. Tehnisko bāzi tieši veido pusautomātiskās ierīces, piekārtas metināšanas galviņas, barošanas avoti, taisngrieži un sarežģīti automātiskie moduļi ar elektrodu turētājiem, kas maksimāli glābj operatoru no tipisku manipulāciju veikšanas. Uzsvars mūsdienās tiek likts uz mehanizēto metināšanu aizsarggāzē, kuras infrastruktūru veido arī gāzes vads, degļi, iekārtas ērtai iekārtu novietošanai dažādās pozīcijās u.c. Lielajās nozarēs tiek organizēti speciāli posteņi ar nepieciešamo tehnisko komplektāciju iekārtas metināšanai. Un otrādi, optimizētam formātam šādu uzdevumu veikšanai mājās ir jāizmanto tikai kompakts invertors ar pārveidotājiem un gāzes balons ar plūsmas kontroles aprīkojumu.

Aksesuāri

Papildu tehniskie līdzekļi un ierīces galvenokārt veic saziņu starp galvenajām iekārtām, kā arī ļauj risināt sekundāros uzdevumus, kas nav tieši saistīti ar metināšanu. Šīs ierīces ietver:

• Gāzes balonu infrastruktūra, kurā ietilpst spoles, reduktori, sildītāji, korpuss utt.
• Tīrīšanas rīks un separatori, kas paredzēti sadegšanas produktu noņemšanai darba zonā. Īpaši tas attiecas uz metināšanas darbībām aizsarggāzēs ar nelietojamu elektrodu, kura kausējums nav tieši iekļauts izstrādājuma struktūrā. Gan operācijas laikā, gan pēc tāsVar būt nepieciešama šuvju slīpēšana.
• Žāvētājs. Likvidē un regulē oglekļa dioksīdā esošo mitrumu. Sava veida desikants, kas darbojas augstā vai zemā spiedienā.
• Filtrēšanas ierīces. Attīra gāzes plūsmas no nevēlamām cietām vielām, nodrošinot arī tīru metināšanu.
• Mēraparatūra. Parasti manometrus izmanto, lai izsekotu to pašu spiediena un gāzes plūsmas mērītāju indikatoriem.

Metināšanas režīmi un to parametri

Pieejas metināšanas procesa organizēšanai šajā gadījumā atšķiras pēc vairākiem kritērijiem, kas galu galā ļauj runāt par dažādu darbības režīmu sadalījumu. Piemēram, metodes atšķiras pēc uzdevuma tehniskās izpildes principa - manuāla, pusautomātiska un automātiska. Detalizētāk aprēķinot metināšanas režīmus aizsarggāzēs, tiek ņemti vērā šādi parametri:

• Strāva - diapazons no 30 līdz 550 A. Parasti lielākajai daļai tipisku darbību ir nepieciešams 80–120 A avotu savienojums.
• Elektroda biezums - no 4 līdz 12 mm.
• Spriegums - vidēji 20 līdz 100 W.
• Metināšanas ātrums - no 30 līdz 60 m/h.
• Gāzu maisījuma patēriņš - no 7 līdz 12 l/min.

Konkrētu indikatoru izvēle lielā mērā ir atkarīga no metāla veida, sagataves biezuma, darbības apstākļiem un prasībām izveidotajam savienojumam.

Manuālā metināšana

Galvenā loma procesā ir operatora prasmēm un elektroda īpašībām. Gandrīz visi metinātājiuztur procesu savā kontrolē, orientējot loku attiecībā pret darba virsmu un uzraugot gāzes maisījuma padeves parametrus no cilindra. Runājot par veiktspēju, priekšplānā izvirzīsies blīvums un strāvas stiprums, kā arī metināšanas ceļa garums. Manuālajā metināšanā aizsarggāzē visbiežāk tiek veiktas vairākas piespēles, īpaši, ja tiek apstrādāta bieza sagatave. Citos gadījumos piegājienu skaita palielināšanās ir saistīta ar nepieciešamību koriģēt metinājumu, mainīt tā garumu un seguma īpašības.

Pusautomātiskā metināšana

Šodien šis ir vispopulārākais metināšanas ražošanas veids aizsargājošā vidē. Galvenā atšķirība starp šo metodi un manuālo ir mehanizācijas elementu klātbūtne ar taisngriežiem un automātiskas stieples padeves iespēja no īpašas spoles. Izmantojot pusautomātisko metināšanu aizsarggāzē, operators nav jāpārtrauc, lai mainītu palīgmateriālus, bet loka mijiedarbības tehnika ar sagataves virsmu joprojām ir lietotāja ziņā. Operators uzrauga metināšanas savienojuma veidošanās procesu, koriģē pašreizējos parametrus, maina slīpuma leņķi utt.

Automātiskā metināšana

Pilnībā mehanizēts metināšanas process, kurā lietotājs var tikai netieši ietekmēt palīgmateriālu, gāzes maisījuma un pulvera plūsmas padeves parametrus. Tehniski darbību nodrošina daudzfunkcionālas stacijas un platformas ar robotizētu aprīkojumu. Uz augsti specializētām modernām ražotnēm automātiskai metināšanai aizsarggāzētiek izmantots tā sauktais traktors, kura dizains paredz visas nepieciešamās funkcionālās vienības. Šī ir mobilā iekārta, kas metināšanas procesā pārvietojas pa šuvju veidošanas līniju un vienlaikus ieved aizsargmaisījumu metināšanas zonā. Šādu moduļu obligāta sastāvdaļa ir vadības bloks, kas sākotnēji satur algoritmu kopu ar darbībām katrai izpildinstitūcijai.

Secinājums

Metožu izmantošana metinājuma baseina aizsardzībai no skābekļa ļauj ja ne pilnībā novērst, tad līdz minimumam samazināt šuves veidošanās raksturīgos defektus. Tas attiecas uz iespiešanās trūkumu, plaisām, apdegumiem, nokarāšanos un citiem trūkumiem, kas var rasties, saskaroties ar sagataves izkusušo virsmu ar āra gaisu. Metināšanas aizsarggāzēs priekšrocības salīdzinājumā ar plūsmas izmantošanas paņēmienu ir tas, ka darba zonā nav nepieciešams noņemt dūņas. Tajā pašā laikā tiek saglabātas citas procesa pozitīvās īpašības, piemēram, iespēja vizuāli novērot izveidotā savienojuma kvalitāti. Ja runājam par metodes nepilnībām, tad tās negatīvie faktori ir loka termiskais un gaismas starojums, kas prasa īpašus pasākumus metinātāja individuālajai aizsardzībai.