Ćwiczenie nr 4.3

Temat: Badanie wpływu częstotliwości i polaryzacji prądu przemiennego na proces spawania

Cel ćwiczenia

Poznanie wpływu parametrów prądu przemiennego na proces spawania metodą TIG,

Opis przebiegu ćwiczenia

Przygotować stanowiska do spawania prądem stałym zmiennym, z możliwością spawania w osłonie argonu. Uchwyt wyposażyć w elektrodę z czystego wolframu o średnicy 2mm.

1. Badanie wpływu polaryzacji. Uchwyt do spawania, z dyszą gazową o średnicy wewnętrznej 12mm, zamocować na samojezdnym wózku, nad blachą aluminiową o grubości g=4mm, w odległości zapewniającej długość łuku ok. 3 mm. Stosując prąd przemienny, częstotliwość 50Hz, zajarzamy łuk, przemieszczając uchwyt do spawania z prędkością Vs=20 cm/min (Is=145A, Us=12V, gaz ochronny argon, Q=8 l/min). Podczas przemieszczania uchwytu, co 10 sekund spawania, zmieniamy proporcje polaryzacji dodatniej stosując 5%, 15%, 25%, 35%. Dokonać obserwacji i pomiarów wielkości strefy czyszczenia katodowego i strefy roztopienia metalu. Policzyć energię liniową spawania dla zastosowanych parametrów spawania.

Rys. 1 Sposób wykonania „napoiny” na blasze Al., o grubości g=4mm prądem przemiennym o różnej częstotliwości

2. Badanie wpływu częstotliwości. Stosując prąd przemienny, o stałej polaryzacji 25% (standard), przemieszczając uchwyt do spawania z prędkością Vs=20 cm/min (Is=125A, Us=12V, gaz ochronny argon, Q=8l/min) wykonujemy 4 „napoiny” dla częstotliwości prądu 50Hz, 80Hz, 110Hz i 140Hz. Dokonać obserwacji i pomiarów wielkości strefy czyszczenia katodowego i strefy roztopienia metalu oraz oszacować głębokość wtopienia.

Rys. 2 Sposób wykonania „napoiny” na blasze Al., o grubości g=4mm prądem przemiennym o różnej polaryzacji

3. Wykonać ręcznie dwie rzeczywiste napoiny, o jednakowej długości, na próbkach aluminiowych, naciętych, o grubości 4 mm, prąd przemienny, częstotliwość 150Hz, Is=125A, gaz ochronny argon, Q=7l/min, drut elektrodowy o średnicy 1,6mm, dla dwóch wartości polaryzacji 5 i 35%. Przed wykonaniem drugiej napoiny próbkę ostudzić. Zmierzyć czas spawania obu napoin. Po złamaniu próbek zmierzyć geometrię napoin oraz obliczyć szybkość i energię liniową spawania.

Rys. 3 Sposób wykonania rzeczywistych napoin na Al prądem przemiennym o różnej polaryzacji

4. Wykonać ręcznie dwie rzeczywiste napoiny, o jednakowej długości, na próbkach aluminiowych naciętych o grubości 4mm, stosując parametry spawania z pkt.2, (prąd przemienny, polaryzacja 25%, stopiwo o średnicy 1,6mm, Is=125A, gaz ochronny argon, Q=7l/min). dla dwóch skrajnych wartości częstotliwości 50Hz i 150Hz. Przed wykonaniem drugiej napoiny próbkę ostudzić. Zmierzyć czas spawania obu napoin. Po złamaniu próbek zmierzyć geometrię napoin. oraz obliczyć szybkość i energię liniową spawania.

Wyniki obserwacji zapisujemy w Tabela 1

Tabela 1 Wyniki badań wpływu parametrów prądu przemiennego

Al., g=4mm, Is=100A
Parametr badany	Uwagi o powierzchni			Kształt wtopienia, szkic
		Szerokość strefy czyszczenia	Szerokość strefy roztopienia		Energia liniowa spawania
Polaryzacja 5%
Polaryzacja 15%
Polaryzacja 25%
Polaryzacja 35%
Częstotliwość 50Hz
Częstotliwość 80Hz
Częstotliwość 120Hz
Częstotliwość 150Hz

Sprawozdanie

1. Dane techniczne urządzenia spawalniczego TIG, sposób połączenia reduktora z butlą;

2. Zestawienie wyników pomiarowych (tablice);

3. Graficzne przedstawienie badanych zależności;

4. Wnioski

Pytania kontrolne

1. Wyjaśnić na co ma wpływ czas polaryzacji dodatniej podczas spawania prądem przemiennym,

2. Uzasadnić różne wielkości wtopienia podczas spawania z różną polaryzacją;

3. Jakiej polaryzacji użyjesz do spawania cienkich blach aluminiowych;

4. Czy słusznym jest spawanie blach aluminiowych o dużej grubości prądem o wysokiej częstotliwości,

5. Na co wpływa częstotliwość prądu przemiennego?

6. Do spawania grubych blach miedzianych zastosuję prąd o najwyższej częstotliwości, bo ...

7. Podaj zakres częstotliwości prądu spawania stosowany w urządzeniach do spawania TIG.

Literatura:

1. Praca zbiorowa pod redakcją Walczaka W.: Spawalnictwo, ćwiczenia laboratoryjne. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2000r.

2. Dobaj E.: Maszyny i urządzenia spawalnicze. WNT, Warszawa, 1994r.

3. Pilarczyk J., Pilarczyk J.: Spawanie i napawanie elektryczne metali. Wydawnictwo Śląskie, 1996r.

4. Jakubiec M., Lesiński K., Czajkowski H.: Technologia konstrukcji spawanych. WNT, Warszawa, 1980r.

5. Praca zbiorowa pod redakcją J. Pilarczyka, Poradnik Inżyniera -Spawalnictwo, t1. WNT, Warszawa, 2003r.

6. Klimpel A.: Spawanie, zgrzewanie i ciecie metali. WNT, Warszawa, 1999r.

Opracował: dr inż. Tadeusz Piątkowski

3

---