Spawanie TIG antek, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo, sprr 2


0x08 graphic

Politechnika Rzeszowska

im. Ignacego Łukasiewicza

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Spawanie metodą TIG

Wykonał : Zkaczmenny Antoni

III MDT gr 88

Istotę spawania metodą TIG ilustruje rysunek:

0x01 graphic

Spawanie w argonie elektrodą nietopliwą: l - materiał spa­wany, 2 - spoiwo, 3 - elektroda wolframowa, 4 - atmosfera ochronna (argonu), 5 - łuk elektryczny, 6 -jeziorko spawalnicze

Elektrody wolframowe

Elektrody do spawania w atmosferze argonu wykonuje się z wolframu gdyż jego temperatura topnienia jest wysoka (3410°C), a szybkość parowania stosunkowo mała (0,5 g na l m. b. spoiny). Elektrody wykonuje się z wolframu o czystości 99,5%. Zawartość zanieczyszczeń powyżej 0,5% silnie obniża temperaturę topnienia wolframu. W obecności gazów utleniających w atmosferze osłaniającej żywotność elektrod znacznie zmniejsza się. Zwiększone zużycie wolframu występuje również przy przeciążeniach prądowych, które prowadzą do przegrzania elektrod, [żywotność około 50% podczas pracy w takich warunkach wykazują elektrody wolframowe z dodatkiem 0,3-2% tlenku toru (ThO2). W porównaniu z elektrodami z czystego wolframu umożliwiają one łatwiejsze zajarzenie łuku, lepszą stabilność jarzenia łuku, stosowanie około większych natężeń prądu, zmniejszenie ilości rozprysków oraz intensywność parowania metalu.W trakcie spawania elektroda ulega nadtapianiu. Przy małym natężeniu przepływającego prądu na końcu elektrody w miejscu „plamki" tworzy się mała kulka ciekłego metalu, która wykonuje ruch wirujący. Towarzyszy temu niestabilne jarzenie łuku. Nadmierny wzrost temperatury metalu wskutek przepływu prądu powoduje powstanie par wolframu i rozerwanie kulki, co prowadzi do zgaśnięcia łuku do momentu powsta­nia nowej kropli. Spawanie takim łukiem nie gwarantuje dobrej jakości spoiny (dobrego przetopu, ładnego lica). Stosując większe natężenie prą­du, uzyskuje się wyższą temperaturę elektrody, na której końcu tworzy się warstwa nadtapianego wolframu. Łuk staje się stabilny. Dalszemu wzrostowi natężenia prądu odpowiada silniejsze nadtopienie elektrody
i tworzenie dużej kropli na jej końcu. Podczas ruchów wykonywanych elektrodą kropla kołysze się. Towarzyszą temu przemieszczenia łuku, co utrudnia spawanie oraz powoduje zaburzenia w przepływie strumienia gazu ochronnego. Jeżeli kropla oderwie się wskutek zbyt energicznych
ruchów elektrodą, to na jej miejsce pojawi się nowa. Wysoka temperatura elektrody jest przyczyną j ej odkształceń. Wydłużenie elektrody jest procesem odwracalnym i zanika po jej ochłodzeniu, w efekcie wydłużenia elektrody łuk ulega skróceniu, zwiększa się natężenie prądu oraz zmniejsza jego napięcie. Miejscowe przewężenie jest; procesem nieodwracalnym. Przyczyną tego może być dynamiczne oddziaływanie strugi gazu na rozgrzaną elektrodę i utlenianie wolframu zanie­czyszczeniami z gazu ochronnego.

Technologia spawania metodą TIG

Metodą tą spawa się metale nieżelazne i ich stopy, stale kwaso- i ża­roodporne oraz inne stale stopowe. Atmosfera argonu lub helu osłania obszar łączony przed dostępem tlenu, azotu i wodoru z powietrza, a w przypadku pojawienia się warstwy trudno topliwych tlenków następu­je ich rozbicie strumieniem zjonizowanego gazu (tzw. rozpylanie katodo­we). Duża, w porównaniu ze spawaniem gazowym, koncentracja ciepła pozwala na szybkie miejscowe nadtapianie metali, wskutek czego obszar strefy wpływu ciepła jest bardzo mały. Przy spawaniu prądem stałym rozkład temperatury na poszczególnych biegunach łuku nie jest jednako­wy. Większa ilość ciepła wydziela się na biegunie (+), dlatego do spawa­nego materiału podłącza się biegun (+), a do elektrody (-). W takim pod­łączeniu lepszą żywotność wykazuje elektroda z dodatkiem tlenku toru. Przy spawaniu aluminium i jego stopów oraz magnezu i jego stopów elek­trodę wolframową łączy się z biegunem (+), a materiał spawany z biegu­nem (-). Przy takim podłączeniu dodatnie ładunki argonu (jony) bombar­dują warstwę trudno topliwych tlenków, a elektrony wypływające z łą­czonego materiału wyrzucają rozbite tlenki z powierzchni jeziorka spawalniczego. Rozbicia warstwy tlenków dokonuje się równie skutecznie z zastosowaniem w procesie spawania prądu przemiennego.

Przygotowując miedź i stal nierdzewną do spawania, przewiduje się odstępy między krawędziami łączonych metali. Brzegi łączo­nych elementów powinny być czyste i pozbawione tlenków, co realizuje się czyszczeniem mechanicznym, trawieniem i myciem. Blachy z alumi­nium i jego stopów, miedzi i jej stopów grubości powyżej 5 mm oraz stali stopowej grubości powyżej 8 mm podgrzewa się wstępnie. Aluminium i jego stopy podgrzewa się do temperatury około 300°C. miedź i jej stopy do temperatury około 600°C. a stal stopową do temperatury 500-800°C. Skład chemiczny spoiwa i łączonego materiału powinien być podobny. Przy spawaniu metodą TIG uchwyt pochylony pod kątem 60-90° w stosunku do powierzchni spawanego materiału prowadzi się ruchem prostoliniowym. Spoiwo podaje się pod kątem około 30° w sto­sunku do powierzchni spawanego materiału ruchem przerywanym (sko­kowo) lub ciągłym, aby topliwy koniec przez cały czas znajdował się w osłonie argonu. Ma to na celu zabezpieczenie go przed utlenianiem.

Spoiny czołowe i pachwinowe wykonuje się metodą w lewo. Przed zajarzeniem elektrodę nagrzewa się „do koloru czerwonego", korzystając z płytki grafitowej. Łuk zostaje zajarzony przez następne zbliżenie elek­trody do spawanego metalu na odległość około 5 mm aż do uzyskania przeskoku iskry. Łuk można także zajarzyć bezpośrednio nad przedmio­tem. Wymaga to zbliżenia elektrody do materiału na odległość 1-2 mm, Podczas spawania odległość elektrody od jeziorka spawalniczego powin­na wynosić 4-8 mm. Nawet krótkotrwałe zwarcie elektrody z materiałem łączonym znacznie obniża żywotność elektrody. Przytopiony do elektrody materiał wymaga usunięcia szlifowaniem.

0x01 graphic

Rys. 3.4. Spawanie w atmosferze argonu: a) elektroda wolframowa, b) uchwyt, c) pro­wadzenie uchwytu i spoiwa; l - elektroda, 2 - osłona ceramiczna, 3 - styk elektrody, 4 -osłona elektrody, 5 - osłona rękojeści, 6 - uchwyt na rękę, 7 - dopływ argonu, 8 - dopływ wody chłodzącej, 9 - przycisk sterowniczy włączający jonizator, przepływ gazu i prąd spawania

Urządzenia i materiały

urządzenie do spawania metodą GTAW, płyta metalowa, elektroda wolframowa, kalorymetr przepływowy, miernik temperatury, woltomierz.

Przebieg ćwiczenia

ustawienie parametrów przetapiania ( I = 100A, I = 150A, I = 200A ), prąd spawania - stały,

vs = 200 mm/min - I = 100 A, I = 150 A, I - 200 A vs - 400 mm/min -1 = 100 A, I = 150 A, I = 200 A vs = 800 mm/min - I = 100 A, I = 150 A, I = 200 A, Długość pomiarowa (długość przetopienia):

l = 200 mm. Pomiary temperatury należy wykonywać w warunkach ustalonych:

t = const Czas potrzebny do przeprowadzenia pomiarów temperatury w warunkach ustalonych:

τu= 10 s Czas rzeczywisty pomiaru temperatury

0x01 graphic
rz=0x01 graphic
- 0x01 graphic
u [s]


Napięcie łuku wynosi:

Obliczenia

- energia liniowa luku E:

0x01 graphic
, [kJ/cm]

- całkowita ilość wydzielonego ciepła - Qteor.

Qteor.=0x01 graphic
[J]

gdzie: U- napięcie łuku elektrycznego [V], I- natężenie prądu spawania [A], 0x01 graphic
- czas [s].

-ilość ciepła przejęta przez wodę w kalorymetrze - Qw

Qw=0x01 graphic
[J]

gdzie: mw - masa wody [kg],

cpw - ciepło właściwe wody [J/kg °C],

0x01 graphic
t - przyrost temperatury [°C]. Masę wody należy obliczyć z zależności na gęstość:

mw = 0x01 graphic
w 0x01 graphic
Vw

Vw - objętość wody , która przepłynęła w trakcie pomiaru 0x01 graphic
t (w warunkach ustalonych) przy odpowiedniej prędkości spawania vs Stałe do obliczeń: pw = 999,9kg/m3 cpw = 4200 J/kgK

- wydajność łuku elektrycznego- η 0x01 graphic

Tabela pomiarów i wyników

Lp.

I

[A]

U

[V]

Vs

[mm/min]

E

[kJ/cm]

0x01 graphic
t

[oC]

0x01 graphic
rz

[s]

Qw

[J]

Qteor.

[J]

η

[%]

1

100

13

200

390

2,0

60

7697550,17

78000

118,423849

2

150

14

200

630

2,7

60

7714348,49

126000

73,4699856

3

200

15

200

900

4,2

60

7747945,13

180000

51,6529675

4

250

16

200

120

4,7

60

7781541,77

240000

38,9077088

5

100

13

400

195

1,5

30

3070060,96

39000

118,079268

6

150

14

400

315

2,3

30

3079020,07

63000

73,3100016

7

200

15

400

450

3,4

30

3092458,72

90000

51,5409787

8

250

16

400

600

4,1

30

3098058,16

120000

38,725727

9

100

13

600

130

1,21

20

5031456,25

26000

120,13165

10

150

14

600

210

1,5

20

506558,26

42000

98,1315646

11

200

15

600

300

2,5

20

506971,84

60000

73,1346457

12

250

16

600

400

3,6

20

508975,62

80000

38,1345645

13

100

13

800

97,5

0,9

15

766395,353

15600

117,906977

14

150

14

800

157,5

1,2

15

768915,101

31500

73,2300096

15

200

15

800

225

2,3

15

770594,933

45000

51,3729955

16

250

16

800

300

2,8

15

779254,65

60000

38,3124544

0x01 graphic

0x01 graphic

Wnioski:

Jak widać z przeprowadzonych obliczeń i wykonanych wykresów wraz ze zwiększeniem natężenia prądu podczas spawania metodą GTAW wzrasta całkowita ilości ciepła wydzielonego, co powoduje zwiększenie sprawności łuku elektrycznego. Sprawność powyżej 100%, jest nie możliwa do osiągnięcia i jest spowodowana błędem pomiaru temperatury. Zwiększenie prędkości przesuwu uchwytu spawalniczego nad powierzchnią spawaną powoduje spadek sprawności łuku elektrycznego. Chcąc osiągnąć jak największą sprawność łuku elektrycznego podczas spawania metodą GTAW, należy spawać prądem o jak największym natężeniu, z jednoczesną minimalną prędkością przesuwu uchwytu spawalniczego po spawanej powierzchni.


0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Spawanie TIG piotrek, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictw
Spawanie TIG-Arczi, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo,
Spawanie1, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo
Spawanie TIG, Studia, Odlewnictwo spawalnictwo inżynieria wytwarzania
spawanie, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo, spawalnic
Podatność stali do spawania, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo
Spawanie elektroda otulona do wydruku, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, spawalni
Spawalnictwo sciaga1, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictw
Osin, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo, osin
matka piotrka, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo
łuk elektryczny, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo, od
Odlewnictwo wykłady, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, spawalnictwo odlewnictwo,
strona tytułowa1, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo, o
cz1, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictwo
Spawalnictwo sciaga1, Studia, pomoc studialna, odlewnictwo i spawalnictwo, odlewnictwo i spawalnictw
techniki wytwarzania, Studia, Odlewnictwo spawalnictwo inżynieria wytwarzania
ćw. 3 - spawanie elektrodą otuloną, studia, studia Politechnika Poznańska - BMiZ - Mechatronika, 2 s

więcej podobnych podstron