Spawanie w osonie gaz�w ochronnych
1. spawanie elektrod wolframow nietopliwa - TIG
2. spawanie elektr. topliw MIG
3. spawanie w osonie CO2 MAG
AD 1. uk elektryczny jarzy si midzy elektrod wolframow, a spawanym materiaem, materia dodatkowy podawany jest z boku - rcznie jak ma to miejsce przy spawaniu gazowym, lub - automatycznie przy pomocy podajnika; jako gaz ochronny stosuje si argon lub hel.
AD2 i 3. uk jarzy si midzy elektr. topliw (drutem elektrodowym ), bdc jednoczenie materiaem dodatkowym (spoiwem), a przedmiotem spawanym. Drut elektrodowy podawany jest do strefy uku ze sta prdkoci, szybko jego stapiania regulowana jest przez zmian natenia prdu. Jako gaz ochronny przy metodzie MIG jest hel lub argon, a w metodzie MAG CO2.
Urzdzenie do spawania metod TIG
skada si z : r�da prdu przemiennego lub staego, jonizatora, aparatury sterowniczej, zestawu uchwyt�w elektrodowych r�nej wielkoci z kompletem kabli, wy , butli z argonem lub helem, ukadu chodzenia palnika oraz baterii kondensator�w lub akumulator�w do eliminowania skadowej staej przemiennego pradu spawania - co ma miejsce przy czeniu aluminium i jego stop�w.
r�do prdu spawania.
Przy spawaniu metod TIG stosujemy prd stay jak i przemienny. Trzy rodzaje pocze
1. prd stay biegunowo prosta:
zalety:
a. ilo ciepa wydzielonego w materiale jest prawie dwukrotnie wiksza ni w
elektrodzie, pozwala to uzyska gboki wtop i stosowanie wikszych prdkoci
spawania;
b. elektroda wolframowa przejmuje tylko 30-40% ciepa, co pozwala jej na
przecienie prdowe w czasie spawania;
wady:
a. maa termoemisja elektron�w ze wzgldu na je nisk temperatur, co utrudnia
zajarzenie i utrzymanie uku;
b. przy spawaniu aluminium (g�wne zastosowanie metody TIG) warstwa tlenk�w
wystpujca na powierzchni metalu utrudnia uzyskanie dobrego zcza,
ponadtto utrudniony jest przepyw elektron�w z elektrody do przedmiotu
spawanego , gdy tlenki zachowuj si jak izolator.
2. prd stay biegunowo odwrotna:
zalety:
a. dua zdolno warstwy tlenk�w w wyniku dziaania tzw. rozpylenia katodowego
i jon�w argonu; na plamce katodowej pod dziaaniem elektron�w i jon�w argonu
warstewka tlenk�w rozkrusza si, wyparowuje lub zostaje rozkruszona.
b. dua atwo zajarzania uku.
wady:
a. niemoliwo stosowania duych obcie prdowych (du ilo ciepa na
elektrodzie);
b. may wtop i maa prdko spawania w wyniku prawie dwukrotnie mniejszej
iloci ciepa na materiale w por�wnaniu z ciepem przejtym przez elektrod;
3. prd przemienny:
Prd przemienny czy zalety pocze 1 i 2 przy prawie cakowitym wyeliminowaniu ich wad. Kiedy elektroda jest anod nastpuje niszczenie warstwy tlenk�w, a zmiana biegunowoci na elektrodzie powoduje wydzielanie si doych iloci ciepa na materiale - zwikszenie gbokoci wtopu i prdkoci spawania. Elektroda jest obciona okresowo - mona stosowa wiksze wartoci prdu spawania.
Wad prdu przemiennego jest wystpowanie tzw. skadowej staej prdu spawania, kt�ra powstaje w czasie spawania aluminium i jego stop�w . Powstaje to kiedy elektroda jest katod trudno topliwa bonka Al2O3 pokrywajca metal przeciwstawia si przepywowi prdu
i dziaa jako izolator elektryczny. W tym p�okresie nie wszystkie elektrony emitowane przez elektrod mog przenika do metalu spawanego przez taki izolator. W nastpnym p�okresie gdy elektroda staje si anod warstwa tlenk�w rozbijana jest przez jony gazu i elektrony i nie hamuje ju swobodnej emisji elektron�w z materiau spawanego w kierunku elektrody . W procesie spawania zwiksza si wic udzia ujemnej czci prdu przemiennego kosztem czci dodatniej. Nastpuje jakby prostowanie prdu spawania.
Drugim czynnikiem potgujcym zjawisko czciowego prostowania prdu spawania jest natenie emisji elektron�w. Emisja przebiega intensywnie, kiedy katod jest rozarzona w poprzednim p�okresie elektroda wolframowa. Wystpuje wtedy jednak blokowanie swobodnego przepywu prdu przez warstw tlenk�w . W nastpnym p�okresie, kiedy bombardowana jonami argonu warstwa tlenk�w nie stanowi przeszkody dla elektron�w, emisja ich z katody (aluminium) przebiega o wiele sabiej z uwagi na stosunkowo nisk temperatur pynnego metalu.
Wystpowanie skadowej staej prdu jest niekorzystne przy spawaniu Al. gdy
a. zmniejsza czas w kt�rym rozpylana jest warstwa tlenk�w,
b. skadowa staa prdu wytwarza skadow pola magnetycznego i wywouje
przesycenie rdzenia transformatora, co przyczynia si do wzrostu wartoci
prdu po stronie pierwotnej transformatora,
c. napicie uku w obu okresach nie jest r�wne, w efekcie uk zasilany prdem o
niszym napicu jarzy si niestabilnie.
W celu wyeliminowania skadowej staej wcza si w obw�d prdu spawania transformatora bateri kondensator�w lub akumulator.
Jonizator
wytwarza impulsy o wysokiej czstotliwoci i duym napiciu. Uatwia to zajarzenie uku, w osonie argonu. Bez jonizatora uk ganie gdy sinusoida przechodzi przez zero, a ponadto zajarzanie uku midzy elektr. wolframow a aluminium powodowaoby powstanie zanieczyszcze na roboczym kocu elektrody jak i w spoinie . Jonizatory budowane s jako generatory iskrowe wielkiej czstotliwoci.
Aparatura sterownicza
w jej skad wchodz : zaw�r regulujcy przepyw argonu, przepywomierz (rotametr) , zaw�r elektromagnetyczny argonu otwierajcy i zamykajcy dopyw gazu do palnika, zbiornik op�niajcy zamknicie dopywu argonu, ukada wycznik�w zabezpieczajcych system chodzenia, wycznik prdu spawania.
Uchwyt spawalniczy
skada si z : 1 - elektroda wolframowa , dysza gazowa, 3- dopyw gazu, 4- dopyw wody, 5- uszczelki, 6 - uski zaciskajcej elektrod, 8- przyciska sterujcego. Dysze wykonuje si z ceramiki, lub z metalu z chodzeniem wodnym.
Bateria kondensator�w lub akumulator�w
suy do eliminowania skadowej staej prdu, najczciej jest szeregowo wczona w obw�d spawania transformatora. Bateria wykonana z zestawu kondensator�w o poj. min 100F na 1 A prdu spawania agodzi dziaanie skadowej staej prdu. W Polsce stosuje si bateri akumulator�w o poj. 300 Ah i napiciu 6V.
Zastosowanie spawania metod TIG.
- do spawania austenitycznych stali chromowo - niklowych. Materiay o gruboci do 1mm mona spawa prdem staym jak i przemiennym. Wiksze gruboci prdem staym prostej biegunowoci.
- mied i jej stopy (brzy , mosidze). Mied spawa si prawie wycznie prdem staym o prostej biegunowoci ( za wyjtkiem elem. =< 1mm, kieydy to stosuje si prd przemienny ). Argon musi by czysty (99,7%) . Zamiast argonu moemy stosowa azot, lecz o wysokiej czystoci (min. 99,9%).
- najwiksze zastosowanie przy spawaniu Al. i jego stop�w , gdy pod wzgldem wasnoci uzyskanych zczy jest ona doskonalsza od stosowanego od niedawna spawania gazowego.
Technologia spawania aluminium.
Krawdzie blach oczyszczamy z brudu, tuszczu oraz warstewki tlenk�w. S dwie metody oczyszczania z tlenk�w :
1. mechaniczna - szczotka druciana
2. chemiczna - nastpujce czynnoci:
a. zmywanie benzyn estrakcyjn
b. odtuszczanie w kpieli z np:
- wglanu sodowego - 50g,
- fosforu tr�jsodowego - 50g,
- szka wodnego sodowego - 50g,
- wody - 50g
Czas zanurzenia w kpieli 323-333K 5-10min
c. przemywanie ciep wod 323-333K
d. trawienie w 5% ugu sodu o temp. 323-333 K w cigu 1min.
e. przemywanie ciep wod 333K
f. pukanie w zimnej wodzie , a nastpniej ciepej 323-333K
g. suszenie gorcym powietrzem;
Moemy r�wnie usuwa tlenki zasadami a potem dziaa na metal kwasami, kt�re wytwarzaj na jego powierzchni cienk nietrwa bonk tlenk�w, atwo usuwaln w procesie spawania.
Metoda chemiczna jest b. pracochonna i uywana tylko w produkcji wielkoseryjnej.
Technika spawania blach do 6mm gr. Jest podobna do spawania gazowego. Spawa si metod w lewo z zasady jednowarstwowo z podpawaniem. Palnik prowadzi si prostoliniowym, spoiwo dodawane jest ruchem skokowo - wstecznym, kropla za kropl . Przy spawaniu blach grubych stosuje si wiksze natenia prdu, kt�re pozwalaj na stosowanie wikszych przekroj�w spoiwa. Jeziorko ciekego metalu ma wtedy wiksz dugo, co wymaga utrzymania cigoci przechodzenia spoiwa do pynnego metalu spoiny. Spawa si wielowarstwowo.
Rozr�nia si dwa sposoby wykonania zczy doczoowych:
- na podkadce stalowej lub grafitowej,
- na poduszce powietrznej
Podkadki stalowe wykonuje si ze stali aroodpornej lub nierdzewnej, posiadaj one rowki do ksztatowania grani spoiny.
Przy spawaniu na poduszce pierwsz warstw wykonuje si bez spoiwa, nastpne ze spoiwem. Spos�b taki stosuje si tam gdzie nie mona stosowa podkadek. Parametry spawania TIG dobiera si wg gruboci spawanych element�w (odpowiednia tablicy ).
Do spawania Al. uywa si stop�w aluminiowych przewanie w gatunku SA1, za do spawania stop�w aluminiowych - spoiw o skadzie chem. zblionym do skadu materiau rodzimego np. stop AlMg5 spawa si spoiwem oznaczonym SPA3 (~ 5% Mg).