Ćwiczenie nr 4.4

Temat: Badanie wpływu parametrów spawania na proces spawania i geometrię spoin

Cel ćwiczenia

Poznanie parametrów procesu spawania TIG, określenie wpływu natężenia prądu spawania, napięcia łuku oraz szybkości spawania na głębokość wtopienia h_w i szerokość spoiny b.

Opis przebiegu ćwiczenia

Przygotować stanowisko do spawania automatycznego (uchwyt umieszczony na wózku) w osłonie argonu. Uchwyt wyposażyć w elektrodę z czystego wolframu o średnicy 2mm. Przygotować próbki z aluminium, stali CrNi i miedzi o jednakowych wymiarach, o grubości ok. 4 mm, z nacięciem na głębokości ok. 2,5mm (do 70% grubości).

1. Spawanie prądem stałym z biegunowością ujemną (DC minus, elektroda zaostrzoną, wolframową z torem)

1. Na próbce Cr-Ni, g=4mm, (rys. 1), wykonać „napoinę” (bez materiału dodatkowego) prądem o wartościach Isp=100A, 140A.... 200A, wydatek argonu Q=12 l/min, prędkość spawania Vs=20 cm/min. Zmierzyć parametry geometrii napoin. Obliczyć energię liniową spawania oraz ustalić wartość energii, która pozwala na poprawne wykonanie napoiny.

Rysunek 1 Próbka z „napoiną” wykonaną przy różnych wartościach prądu spawania oraz przy różnych prędkościach spawania

2. Na próbce Cr-Ni jw, wykonać „napoinę” (bez materiału dodatkowego) prądem o wartościach Isp=160A, wydatek argonu Q=10 l/min, przy różnych prędkościach spawania Vs=15cm/min, 20 25cm/min Odczytać napięcie spawania. Zmierzyć parametry geometrii napoin. Obliczyć energię liniową spawania oraz ustalić wartość energii, która pozwala na poprawne wykonanie napoiny.

Rysunek 2 Próbka z „napoiną” wykonaną przy różnych długościach łuku

3. Na próbce z Cr-Ni, g=1-2mm, wykonać „napoinę” (bez materiału dodatkowego) prądem Isp=200A, wydatek argonu Q=10 l/min, prędkość spawania Vs=15cm/min, przy różnych długościach łuku l=2mm, 3mm i 4mm (rys. 2). Odczytać napięcie spawania. Zmierzyć parametry geometrii napoin. Obliczyć energię liniową spawania oraz ustalić wartość energii, która pozwala na poprawne wykonanie napoiny.

4. Na próbce z Cu, g=2-3mm, wykonać ręcznie rzeczywistą napoinę o długości ok. 10 cm, stosując spawania ok. 200A, wydatek argonu Q=10 l/min, drut elektrodowy 2 mm. Po wykonaniu każdej z napoin próbkę ostudzić do temperatury pokojowej. Zmierzyć czas spawania oraz parametry geometrii napoin. Obliczyć energię liniową spawania.

Na wykonanych „napoinach” zmierzyć szerokość spoiny b oraz wysokość nadlewu h_n. Głębokość wtopienia h_w zmierzyć po złamaniu próbki. Łamanie przeprowadzić z rozciąganiem grani napoin. Wyniki zamieścić w tabeli pomiarów.

Wpływ parametrów spawania na badane parametry geometrii oraz współczynnik kształtu spoiny przedstawić w formie graficznej.

Sprawozdanie

1. Dane techniczne urządzenia spawalniczego TIG, szkic połączenia kabla prądowego ze spawarką

2. Zestawienie i analiza wyników pomiarowych

3. Wykresy zależności b, h_w , h_n, F_s oraz współczynnika kształtu w funkcji badanych parametrów

4. Wnioski końcowe

Tabela 1 Wyniki pomiarów geometrii napoin

Badane parametry			Wyniki pomiarów
Rodzaj prądu, biegunowość/ Materiał	Prąd/ Napięcie	Vs	Długść napoiny	Energia liniowa	Szerokość b [mm]	Głębokość hw [mm]	Wysokość nadlewu hn [mm]	Przekrój napoiny Fs,[mm]	Współczynnik kształtu

Pytania kontrolne

1. Wpływ napięcia łuku na szerokość spoiny i głębokość wtopienia.

2. Parametry spawania i ich dobór w zależności od rodzaju i biegunowości prądu ;

3. Wpływ energii liniowej na kształt spoiny;

4. Rola biegunowości przy spawaniu TIG;

5. W jaki sposób biegunowość prądu wpływa na głębokość wtopienia?

6. Wpływ prądu spawania na głębokość wtopienia i szerokość spoiny.

7. W jaki sposób szybkość spawania wpływa na geometrię spoiny?

8. Czy podczas spawania prądem stałym DC plus i prądem przemiennym o natężeniu 150A uzyskamy jednakową wartość wtopienia?

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

1

---