Laboratorium spawalnictwa |
||
Temat ćwiczenia: Spawanie łukowe w osłonach gazowych |
Data wykonania ćwiczenia: 97.04.17 |
Nr ćwiczenia: 4 |
SARNA WIOLETTA |
Grupa: 24 M |
Zaliczenie
|
Spawanie w osłonie CO2.
Spawanie metodą MAG.
Jest to metoda, w której jako gaz ochronny używany jest dwutlenek węgla ( CO2 ). Drut o średnicy od 0.6 do 2 mm jest doprowadzony do uchwytu elektrodowego z bębna i mechanicznie przesuwany. CO2 , który nie jest gazem obojętnym w temperaturze łuku rozkłada się
CO2 CO + 0.5 O2
Tlen reaguje na stopioną stal wypalając mangan i krzem. Z tego względu drut do spawania musi zawierać 1 do 4 % Mn i 0.8 do 1 % Si aby uzupełnić wypaloną część tych składników ze stali. CO2 jest dostarczany w butlach w stanie ciekłym, jego czystość powinna wynosić 99.5 % przy czym wilgoć nie powinna przekraczać 0.4 %.
Jako źródeł prądu używa się przetwornic spawalniczych lub prostowników spawalniczych, jednakże o specjalnej charakterystyce, która powoduje utrzymanie stałego napięcia niezależnie od wielkości prądu.
Znane są cztery metody spawania w atmosferze CO2 :
a) łukiem krótkim zwarciowym - spoiwo przenoszone jest w postaci kropel powodujących zwarcia obwodu spawania. W tej metodzie ważne są cztery zasadnicze parametry:
- napięcie łuku,
- prąd spawania,
- indukcyjność obwodu,
- prędkość spawania.
Bardzo ważne jest także równomierne podawanie drutu elektrodowego.
b) łukiem wydłużonym ( natryskowym ) - spoiwo jest podawane w postaci małych kropel. Prąd spawania wynosi powyżej 200 A.
c) łukiem pulsującym - polega na zastosowaniu pulsującego przebiegu prądu do sterowania kroplowego stapiania elektrody. Najczęściej częstotliwość prądu wynosi od 50 do 100 impulsów na sekundę.
d) łukiem przerywanym - elektroda podawana jest w sposób impulsowy, a łuk spawalniczy zapala się i gaśnie z częstotliwością impulsów podawania elektrody. Metoda ta jest szczególnie zalecana do spawania blach cienkich o brzegach niezbyt dobrze przygotowanych.
Uchwyty spawalnicze:
a) fajkowe - chłodzone naturalnie do spawania prądami do 300 A,
b) pistoletowe - chłodzone wodą do spawania prądami powyżej 300 A,
c) uniwersalne,
d) specjalizowane.
Uchwyty powinny być łatwe i wygodne w obsłudze, a ich masa nie powinna być większa niż 0.4 do 0.6 kg.
Podajniki drutu elektrodowego.
Istnieją dwa zasadnicze sposoby podawania drutu elektrodowego:
a) klasyczny ( rolkowy ),
b) z przekładnią planetarną.
Podajniki rolkowe mają szereg wad ( małą sprawność, małą siłę ciągu, odkształcenie powierzchni drutu ).Podajniki z przekładnią planetarną nie wykazują takich wad.
Podgrzewacze gazu.
Stosuje się je tylko do CO2 . Gaz wychodzący z butli zamarza w reduktorze, co powoduje przerwy w jego przepływie. Podgrzewacz mocuje się na rurce przepływowej gazu, pomiędzy butlą a reduktorem. Temperatura grzania jest regulowana automatycznie za pomocą elementu termobimetaliwego. Podgrzewacz jest podłączony do gniazdka w prostowniku spawalniczym.
Spawanie w osłonach gazów obojętnych.
Spawanie metodą MIG.
Jest to metoda analogiczna do metody MAG, z tą różnicą że jako gazu ochronnego używa się argonu ( niekiedy helu ).
Argon jest gazem obojętnym, bezbarwnym, bez zapachu i cięższym od powietrza dlatego dobrze osłania miejsce spawania. Czystość argonu używanego do spawania zależy od materiału spawanego. Do spawania aluminium i jego stopów czystość argonu powinna wynosić 99.8 %, do spawania miedzi 99.0 %, dla stali 98.0 %. W procesie spawania argon osłania łuk elektryczny i jeziorko metalu, usuwa tlenki ( przy spawaniu aluminium i jego stopów ) oraz łatwo się jonizuje, co pozwala na utrzymanie łuku elektrycznego.
Źródłem prądu spawania są półautomaty spawalnicze o budowie analogicznej jak w metodzie MAG, różniące się nieznacznie szczegółami konstrukcyjnymi.
Spawanie metodą TIG.
Jest to metoda spawania elektrodą nietopliwą, w której jako gazu ochronnego używa się argonu. Elektroda wykonana jest z wolframu, gdyż ze znanych metali ma on najwyższą temperaturę topnienia ( 3683 C ) oraz posiada małą przewodność cieplną. Jarząca się elektroda jest osłonięta wypływającym z uchwytu argonem, którą chroni przed dostępem tlenu z powietrza i dlatego teoretycznie wolfram nie utlenia się. Argon należy do gazów szlachetnych, to znaczy nie spala się ( nie łączy ) z tlenem.
Spawanie elektrodą nietopliwą przebiega następująco: łuk jarzy się między elektrodą wolframową ( niekiedy węglową ) a materiałem spawanym, w razie potrzeby wprowadza się do strefy łuku stopiwo.
Od elektrod nietopliwych wymaga się, aby były wykonane z materiałów o najwyższej czystości, która dla wolframu wynosi 99.5 %. Wszelkie zanieczyszczenia są szkodliwe, gdyż obniżają temperaturę topnienia elektrody. Elektrody z domieszką 1 - 15 % tlenku toru ( ThO2 ) mają lepsze własności przy spawaniu oraz lepszą trwałość. Średnice elektrod wolframowych wynoszą od 1 do 8 mm.
W zależności od potrzeb dostępne urządzenia spawalnicze pozwalają na spawanie prądem o natężeniach rzędu 50 - 500 A, dobór odpowiedniej charakterystyki prądu, wybór prądu (stały lub przemienny ). Urządzenia spawalnicze są dodatkowo wyposażone w jonizator, który spełnia następujące zadania:
- zajarza łuk przy prądzie stałym i przemiennym bez zwarcia elektrody,
- stabilizuje łuk przy prądzie przemiennym,
- rozbija trudno topliwą warstwę tlenków aluminium przy spawaniu prądem przemiennym.
Urządzenie IMPULS TIG - 25 umożliwia spawanie prądem pulsującym. Taka charakterystyka prądu zapewnia:
- dozowanie zmniejszonej ilości ciepła do płynnego jeziorka, dzięki czemu nie powstają większe odkształcenia elementów spawanych,
- możliwość zmiany struktury spoiny przez zmianę parametrów spawania,
- większą stabilność łuku spawalniczego,
- małą strefę wpływu ciepła,
- możliwość łączenia elementów o różnej grubości.
Dzięki takim właściwością można spawać metodą TIG wszystkie stale, metale nieżelazne, w tym tytan, magnez i ołów.
Spawanie w osłonie argonu aluminium i jego stopów pozwala na otrzymanie spoiny o dobrych własnościach mechanicznych bez stosowania topników. Do spawania aluminium stosuje się prąd zmienny ( prąd stały stosuje się tylko do łączenia cienkich blach ).
W osłonie argonu spawa się także stale stopowe, szczególnie o grubości poniżej 2 mm. Przy metalach, których tlenki nie mają znacznie wyższej temperatury topnienia niż materiał rodzimy, zaleca się stosować prąd stały. Spoina wykonana w osłonie argonu ma dobre własności chemiczne, gdyż w procesie spawania nie utleniają się składniki stopowe.