Ćwiczenie nr 4.2

Temat: Badanie wpływu rodzaju prądu i jego biegunowości na możliwość spawania różnych materiałów

Cel ćwiczenia: określenie wpływu rodzaju prądu i jego biegunowości na możliwość spawania metodą TIG wybranych materiałów: stali CrNi, Al, Cu, stali niskowęglowej o grubości ok. 4mm.

Opis przebiegu ćwiczenia

Przygotować stanowisko do spawania, z elektrodą wolframową torowaną o średnicy 2,5 mm, umieszczoną na samojezdnym wózku, gaz ochronny argon. W celu określenia wpływu rodzaju prądu i jego biegunowości na możliwość spawania wybranych materiałów wykonuje się 2 „napoiny” -bez materiału dodatkowego, na każdej z 4 próbek wykonanych z różnych materiałów (1 ze stali niskowęglowej, 1 ze stali Cr-Ni, 1 z miedzi oraz z aluminium), stosując

1. prąd przemienny -Is=150A oraz

2. prąd stały DC minus -150A.

Rysunek 1 Próbka z „napoinami” wykonanymi na różnych materiałach, prądem stałym i przemiennym, przy samym natężeniem prądu spawania

1. Na 4 próbkach (rys.1), o jednakowych wymiarach, wykonanych z różnych materiałów wykonać „napoinę”,-stosując prąd stały z minusem na elektrodzie (DC (-)), przy stałym natężeniu Is1=150A. Zanotować parametry oraz czas spawania.

2. Na tych samych próbkach, po ich ostudzeniu, w identyczny sposób wykonać następną „napoinę” stosując prąd przemienny, czas trwania polaryzacji dodatniej 50%, częstotliwość prądu 50Hz, Is1=150A. Zanotować parametry oraz czas spawania.

3. Na 4 próbkach (rys.2), o jednakowych wymiarach, wykonanych z Cr_Ni wykonać „napoinę”,-stosując prąd stały z minusem na elektrodzie (DC (-)), przy różnych wartościach natężenia prądu Is1=125-200A. Zanotować parametry oraz czas spawania

4. Na takich samych próbkach wykonanych z Al, wykonać następną „napoinę” stosując prąd przemienny, czas trwania polaryzacji dodatniej 5%, częstotliwość prądu 100Hz, przy wartościach natężenia prądu jw. (Is1=125-200A). Zanotować parametry oraz czas spawania.

5. Na takich samych próbkach wykonanych z Cu, wykonać następną „napoinę” stosując prąd przemienny, czas trwania polaryzacji dodatniej 5%, częstotliwość prądu 100Hz, przy wartościach natężenia prądu jw. (Is1=125-200A). Zanotować parametry oraz czas spawania.

Rysunek 2 Próbka z „napoinami” wykonanymi z zastosowaniem prądu przemiennego i stałego o różnych wartościach: Is1=125A, Is2=150A, Is3=175A oraz Is4=200A

6. Na pojedynczych próbkach ze stali Cr-Ni, Al oraz Cu wykonać napoinę , z dodatkiem odpowiedniego stopiwa, stosując odpowiednie parametry spawania. Zanotować parametry oraz czas spawania.

Po wykonaniu napoin dokonać oględzin napoin. Następnie próbki złamać w miejscu nacięcia, dokonać oględzin przetopionych krawędzi blach oraz zmierzyć parametry geometrii napoin. Poczynione spostrzeżenia i uwagi, dotyczące wpływu rodzaju i biegunowości prądu, oraz rodzaju gazu na proces spawania odnotować w Tabela 1.

Tabela 1. Wyniki obserwacji procesu spawania

Lp.	Materiał spawany, gaz	Prąd spawania oraz geometria napoiny
				AC			DC, minus
				b [mm]	hw [mm]	uwagi	b [mm]	hw [mm]	uwagi
1	Stal Cr-Ni, Argon 80A 100A 120A 140A
3	A1, Argon 100A 120A 140A 160A
4	Cu, Argon 130A 160A 190A 220A

Sprawozdanie

1. Szkic stanowiska spawania metodą TIG; przekrój poprzeczny uchwytu do spawania,

2. Zestawienie parametrów spawania i wyników pomiarowych,

3. Graficzne przedstawienie wyników,

4. Wnioski, z odniesieniem się do wyglądu spoiny, szybkości spawania oraz kształtu końcówki elektrody dla wszystkich przypadków spawania.

Pytania kontrolne

1. Wyjaśnić jakim prądem i dlaczego należy spawać aluminium metodą TIG,

2. Do spawania miedzi zastosuję prąd..., odpowiedź uzasadnić,

3. Czy i można spawać aluminium prądem stałym DC minus, odpowiedź uzasadnić,

4. Do spawania jakich materiałów i dlaczego zastosuję prąd stały DC plus?

5. Omówić proporcje podziału ciepła pomiędzy elektrodą i materiałem spawanym występujące podczas spawania prądem stałym i przemiennym,

6. Podaj optymalne warunki spawania (rodzaj prądu, elektrody i gazu ochronnego) cienkich blach miedzianych oraz grubych blach aluminiowych. Wybór uzasadnij.

7. Podaj optymalne warunki spawania (rodzaj prądu, elektrody i gazu ochronnego) grubych blach miedzianych oraz blach ze stali Cr-Ni. Wybór uzasadnij.

8. Wyjaśnić na czym polega czyszczenie katodowe występujące podczas spawania aluminium,

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

Tabela 2. Wyniki obserwacji procesu spawania

Lp.	Materiał spawany, gaz	Prąd spawania oraz geometria napoiny
				AC			DC, minus
				b [mm]	hw [mm]	uwagi	b [mm]	hw [mm]	uwagi
1	Stal Cr-Ni, Argon 80A 100A 120A 140A
3	A1, Argon 100A 120A 140A 160A
4	Cu, Argon 130A 160A 190A 220A

Tabela 3. Wyniki obserwacji procesu spawania

Lp.	Materiał spawany, gaz	Prąd spawania oraz geometria napoiny
				AC			DC , minus
				b [mm]	hw [mm]	t [sek] uwagi	b [mm]	hw [mm]	t [sek]	uwagi
1	Stal Cr-Ni, Argon 80A 100A 120A 140A
3	A1, Argon 100A 120A 140A 160A
4	Cu, Argon 130A 160A 190A 220A

2

DC -

AC

CU/Cr-Ni, DC -

Al, AC

---