Συγκόλληση σε προστατευτικό αέριο: τρόποι λειτουργίας, τεχνολογία, εφαρμογή, GOST

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Οι τεχνολογίες για την υλοποίηση εργασιών συγκόλλησης σε σχέση με μεταλλικά τεμάχια σήμερα καθιστούν δυνατή την επίτευξη υψηλού επιπέδου οργάνωσης της διαδικασίας όσον αφορά την ασφάλεια, την εργονομία και τη λειτουργικότητα. Αυτό αποδεικνύεται από την εξάπλωση του ημιαυτόματου και ρομποτικού εξοπλισμού για την εκτέλεση των κύριων τεχνολογικών βημάτων στη θερμική ένωση εξαρτημάτων. Παράλληλα με αυτό, αυξάνονται και οι απαιτήσεις για την ποιότητα των ραφών. Προς αυτή την κατεύθυνση, η μεγαλύτερη επιτυχία μπορεί να επιτευχθεί με τη συγκόλληση σε προστατευτικό αέριο, η οποία παρέχει τη δυνατότητα απομόνωσης της περιοχής εργασίας από τις αρνητικές επιπτώσεις του ατμοσφαιρικού αέρα.

Η ουσία της τεχνολογίας

Η διαδικασία συγκόλλησης σε προστατευτικό περιβάλλον αερίου είναι παράγωγο του συνδυασμού πολλών μεθόδων θερμικής δράσης σε μέταλλα με δυνατότητα δομικής σύνδεσης τεμαχίων εργασίας. Πρώτα απ 'όλα, αυτή η μέθοδος βασίζεται στη μέθοδο συγκόλλησης τόξου, η οποία από μόνη της παρέχει βέλτιστο έλεγχο των ηλεκτροδίων και των επιφανειών των τμημάτων στόχου με δομές. Σε αυτή τη μορφή, ο χρήστης μπορεί να καταλάβει οποιοδήποτε χώροθέσεις χρησιμοποιώντας κινητό και συμπαγή εξοπλισμό. Όλα αυτά αφορούν την οργανωτική εργονομία της εκδήλωσης εργασίας και η ουσία των ηλεκτροχημικών διεργασιών συγκόλλησης σε προστατευτικό αέριο αποκαλύπτεται από τις ιδιαιτερότητες του περιβάλλοντος στο οποίο εκτελείται η λειτουργία. Αρχικά, είναι απαραίτητο να τονιστεί η σημασία της προστασίας της δεξαμενής συγκόλλησης από τις αρνητικές επιπτώσεις του ατμοσφαιρικού αέρα. Η άμεση επαφή του τήγματος μπιγιέτας με το οξυγόνο οδηγεί στον σχηματισμό σκωρίας στην επιφάνεια, στην οξείδωση της επικάλυψης και στην ανεξέλεγκτη κραματοποίηση της μεταλλικής δομής. Κατά συνέπεια, για τον αποκλεισμό τέτοιων επιπτώσεων, χρησιμοποιούνται ειδικοί μονωτές - επιστρώσεις, χύδην υλικά όπως ροή και αέριο, το οποίο εισάγεται στον χώρο εργασίας με ειδικό εξοπλισμό. Η τελευταία μέθοδος προστασίας καθορίζει τα χαρακτηριστικά της εξεταζόμενης μεθόδου παραγωγής συγκόλλησης.

Γενικοί κανόνες συγκόλλησης σύμφωνα με το GOST 14771-76

Σύμφωνα με το καθορισμένο GOST, αυτή η μέθοδος συγκόλλησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση μονόπλευρων και διπλής όψεως ραφών χρησιμοποιώντας αρμούς άκρου, γωνίας, μπλουζάκι και επικάλυψης. Όσον αφορά τις κύριες παραμέτρους της διαδικασίας, περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• Πάχος εξαρτημάτων - κυμαίνεται από 0,5 έως 120 mm.
• Επιτρεπόμενο σφάλμα κατά τη συγκόλληση εξαρτημάτων με πάχος 12 mm - από 2 έως 5 mm.
• Η κλίση της επιφάνειας της ραφής επιτρέπεται μόνο εάν εξασφαλίζεται ομαλή μετάβαση από το ένα τεμάχιο εργασίας στο άλλο.
• Κατά τη συγκόλληση εξαρτημάτων με σημαντική διαφορά στο πάχος, εκτελείται προκαταρκτικά μια λοξότμηση προς την κατεύθυνση από ένα μεγαλύτερο τεμάχιο προς ένα μικρό.
• Κοιλότητα και κυρτότητα συγκολλήσεων φιλέτου σύμφωνα μεοι ανοχές του GOST 14771-76 δεν πρέπει να υπερβαίνουν το 30% του σκέλους της γωνίας που σχηματίζεται, αλλά ταυτόχρονα να χωρούν εντός 3 mm.
• Η επιτρεπόμενη μετατόπιση των άκρων πριν από τη συγκόλληση σε σχέση μεταξύ τους εξαρτάται από το πάχος των εξαρτημάτων. Για παράδειγμα, στην περίπτωση στοιχείων πάχους έως 4 mm, ο αριθμός αυτός είναι περίπου 0,8-1 mm και αν μιλάμε για κενά 100 mm, τότε η απόσταση μετατόπισης θα πρέπει να ταιριάζει σε 6 mm.

Χρησιμοποιημένα αέρια συγκόλλησης

Από την άποψη της συγκόλλησης, όλα τα αέρια μέσα χωρίζονται σε αδρανή και ενεργά. Δεδομένου ότι το κύριο καθήκον του μείγματος αερίων είναι η μονωτική λειτουργία, τα πιο πολύτιμα είναι τα μέσα που δεν επηρεάζουν το μέταλλο που υποβάλλεται σε επεξεργασία. Τέτοια μείγματα περιλαμβάνουν αδρανείς μονοατομικές ουσίες όπως ήλιο και αργό. Αν και, σύμφωνα με το GOST, η συγκόλληση σε προστατευτικά αέρια πρέπει να πραγματοποιείται σε περιβάλλον διοξειδίου του άνθρακα και επιτρέπονται επίσης συνδυασμοί με μείγματα οξυγόνου. Όσον αφορά τα ενεργά αέρια, μπορούν να επηρεάσουν το μέταλλο τόσο σε τηγμένη όσο και σε στερεή κατάσταση. Η παρουσία αερίων στη μοριακή δομή ενός μετάλλου θεωρείται γενικά ανεπιθύμητη, αλλά υπάρχουν εξαιρέσεις λόγω των ιδιαιτεροτήτων τέτοιων συνδυασμών υπό διαφορετικές συνθήκες.

Η φύση της επίδρασης του περιβάλλοντος αερίου στο μέταλλο

Αξίζει αμέσως να τονίσουμε τις αρνητικές επιπτώσεις του αερίου κατά τη συγκόλληση με τόξο στα τεμάχια εργασίας. Κατά τη διάρκεια της ψύξης και της ισχυρής θέρμανσης, οι αέριες ουσίες που διαλύονται στη μοριακή δομή μπορούν να προκαλέσουν το σχηματισμό πόρων, κάτι που λογικά μειώνειιδιότητες αντοχής του προϊόντος. Από την άλλη πλευρά, τα άτομα υδρογόνου και οξυγόνου μπορεί να είναι χρήσιμα σε μελλοντικές λειτουργίες ντόπινγκ. Και αυτό για να μην αναφέρουμε τη χρησιμότητα του ενεργού προστατευτικού αερίου στη συγκόλληση ωστενιτικών κραμάτων και χάλυβα, τα οποία είναι δύσκολο να λιώσουν εάν χρησιμοποιούνται αδρανή μονωτικά μείγματα. Ως αποτέλεσμα, το πρόβλημα για τους τεχνολόγους δεν είναι μάλλον στην επιλογή του σωστού μείγματος αερίων, αλλά στη δημιουργία συνθηκών που θα μπορούσαν να ελαχιστοποιήσουν τις βλαβερές επιπτώσεις του ενεργού αερίου στη δεξαμενή συγκόλλησης και ταυτόχρονα να διατηρήσουν τα θετικά αποτελέσματα της διαλυτότητας.

Τεχνική διαδικασίας συγκόλλησης

Μια πηγή ηλεκτρικού ρεύματος παρέχεται στο τεμάχιο εργασίας και στο ηλεκτρόδιο, το οποίο αργότερα θα χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία και τη διατήρηση του τόξου συγκόλλησης. Από τη στιγμή της ανάφλεξης του τόξου, ο χειριστής πρέπει να διατηρεί τη βέλτιστη απόσταση μεταξύ του ηλεκτροδίου και της σχηματισμένης δεξαμενής συγκόλλησης, λαμβάνοντας υπόψη τους δείκτες θερμοκρασίας και την περιοχή που καλύπτεται από θερμικές επιδράσεις. Παράλληλα, τροφοδοτείται αέριο στην περιοχή εργασίας χρησιμοποιώντας καυστήρα από συνδεδεμένο κύλινδρο. Γύρω από το τόξο σχηματίζεται μόνωση αερίου. Η ένταση του σχηματισμού της ραφής θα εξαρτηθεί από τη διαμόρφωση της θέσης των άκρων και το πάχος των προϊόντων. Κατά κανόνα, η αναλογία του βασικού μετάλλου στη δομή συγκόλλησης, η οποία σχηματίζεται κατά τη συγκόλληση σε ένα προστατευτικό αέριο, είναι 15-35%. Το βάθος της περιοχής εργασίας σε αυτή την περίπτωση μπορεί να φτάσει τα 7 mm και οι δείκτες του μήκους και του πλάτους της - από 10 έως 30 mm.

Εξοπλισμός για συγκόλληση αερίου

Ένα σύνολο συσκευών για τέτοιεςΤο είδος των εργασιών εξαρτάται από τους τρόπους και τη μορφή παραγωγής συγκόλλησης. Η τεχνική βάση σχηματίζεται άμεσα από ημιαυτόματες συσκευές, αναρτημένες κεφαλές συγκόλλησης, πηγές ισχύος, ανορθωτές και πολύπλοκες αυτόματες μονάδες με θήκες ηλεκτροδίων, που εξοικονομούν στο μέγιστο τον χειριστή από την εκτέλεση τυπικών χειρισμών. Σήμερα δίνεται έμφαση στη μηχανοποιημένη συγκόλληση σε προστατευτικό αέριο, η υποδομή της οποίας σχηματίζεται επίσης από γραμμή αερίου, καυστήρες, συσκευές για άνετη τοποθέτηση εξοπλισμού σε διαφορετικές θέσεις κ.λπ. Οργανώνονται ειδικές θέσεις σε μεγάλες βιομηχανίες με το απαραίτητο σύνολο τεχνικών εξοπλισμός για συγκόλληση. Αντίθετα, μια βελτιστοποιημένη μορφή για την εκτέλεση τέτοιων εργασιών στο σπίτι απαιτεί τη χρήση μόνο ενός συμπαγούς μετατροπέα με μετατροπείς και μιας φιάλης αερίου με εξοπλισμό ελέγχου ροής.

Αξεσουάρ

Τα πρόσθετα τεχνικά μέσα και συσκευές πραγματοποιούν κυρίως επικοινωνία μεταξύ του κύριου εξοπλισμού και επιτρέπουν επίσης την επίλυση δευτερευουσών εργασιών που δεν σχετίζονται άμεσα με τη συγκόλληση. Αυτές οι συσκευές περιλαμβάνουν:

• Υποδομή κυλίνδρων αερίου, που περιλαμβάνει πηνία, μειωτήρες, θερμαντήρες, περίβλημα κ.λπ.
• Εργαλείο καθαρισμού και διαχωριστές που έχουν σχεδιαστεί για την αφαίρεση των προϊόντων καύσης στον χώρο εργασίας. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για εργασίες συγκόλλησης σε προστατευτικά αέρια με μη αναλώσιμο ηλεκτρόδιο, το τήγμα του οποίου δεν περιλαμβάνεται άμεσα στη δομή του προϊόντος. Τόσο κατά τη διάρκεια όσο και μετά την επέμβασηΜπορεί να απαιτείται τρίψιμο ραφής.
• Στεγνωτήριο. Εξαλείφει και ρυθμίζει την υγρασία που περιέχεται στο διοξείδιο του άνθρακα. Ένα είδος ξηραντικού που λειτουργεί σε υψηλές ή χαμηλές πιέσεις.
• Συσκευές φιλτραρίσματος. Καθαρίζει τα ρεύματα αερίων από ανεπιθύμητα στερεά, εξασφαλίζοντας επίσης καθαρή συγκόλληση.
• Εξοπλισμός μέτρησης. Συνήθως, μετρητές πίεσης χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση ενδείξεων των ίδιων μετρητών πίεσης και ροής αερίου.

Τρόποι συγκόλλησης και οι παράμετροί τους

Οι προσεγγίσεις για την οργάνωση της διαδικασίας συγκόλλησης σε αυτήν την περίπτωση διαφέρουν σύμφωνα με διάφορα κριτήρια, τα οποία τελικά μας επιτρέπουν να μιλάμε για την κατανομή διαφορετικών τρόπων λειτουργίας. Για παράδειγμα, οι μέθοδοι διαφέρουν ανάλογα με την αρχή της τεχνικής εκτέλεσης της εργασίας - χειροκίνητη, ημιαυτόματη και αυτόματη. Σε έναν πιο λεπτομερή υπολογισμό των τρόπων συγκόλλησης στα προστατευτικά αέρια, λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθες παράμετροι:

• Ρεύμα - κυμαίνεται από 30 έως 550 A. Κατά κανόνα, οι περισσότερες τυπικές λειτουργίες απαιτούν σύνδεση πηγών 80-120 A.
• Πάχος ηλεκτροδίου - από 4 έως 12 mm.
• Τάση - 20 έως 100 W κατά μέσο όρο.
• Ταχύτητα συγκόλλησης - από 30 έως 60 m/h.
• Κατανάλωση μείγματος αερίων - από 7 έως 12 l/min.

Η επιλογή των συγκεκριμένων δεικτών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του μετάλλου, το πάχος του τεμαχίου εργασίας, τις συνθήκες λειτουργίας και τις απαιτήσεις για τον σχηματισμένο σύνδεσμο.

Χειροκίνητη συγκόλληση

Τον βασικό ρόλο στη διαδικασία παίζει η ικανότητα του χειριστή και τα χαρακτηριστικά του ηλεκτροδίου. Σχεδόν όλος συγκολλητήςκρατά τη διαδικασία υπό τον έλεγχό της, προσανατολίζοντας το τόξο σε σχέση με την επιφάνεια εργασίας και παρακολουθώντας τις παραμέτρους της παροχής του μείγματος αερίου από τον κύλινδρο. Όσον αφορά την απόδοση, η πυκνότητα και η αντοχή του ρεύματος, καθώς και το μήκος της διαδρομής συγκόλλησης, θα έρθουν στο προσκήνιο. Στη χειροκίνητη συγκόλληση σε προστατευτικό αέριο, εκτελούνται συχνότερα πολλές διελεύσεις, ειδικά εάν κατεργάζεται ένα παχύ τεμάχιο εργασίας. Σε άλλες περιπτώσεις, η αύξηση του αριθμού διελεύσεων σχετίζεται με την ανάγκη διόρθωσης της συγκόλλησης, αλλαγής του μήκους της και των χαρακτηριστικών της επιφανείας.

Ημιαυτόματη συγκόλληση

Σήμερα, αυτός είναι ο πιο δημοφιλής τρόπος παραγωγής συγκόλλησης σε προστατευτικό περιβάλλον. Η κύρια διαφορά αυτής της μεθόδου από τη χειροκίνητη είναι η παρουσία στοιχείων μηχανοποίησης με ανορθωτές και η δυνατότητα αυτόματης τροφοδοσίας καλωδίων από ειδικό πηνίο. Με την ημιαυτόματη συγκόλληση σε προστατευτικό αέριο, ο χειριστής δεν χρειάζεται να διακόπτεται για να αλλάξει τα αναλώσιμα, αλλά η τεχνική αλληλεπίδρασης του τόξου με την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας εξακολουθεί να εξαρτάται από τον χρήστη. Ο χειριστής παρακολουθεί τη διαδικασία σχηματισμού της ένωσης συγκόλλησης, διορθώνοντας τις τρέχουσες παραμέτρους, αλλάζοντας τη γωνία κλίσης κ.λπ.

Αυτόματη συγκόλληση

Πλήρως μηχανοποιημένη διαδικασία συγκόλλησης, κατά την οποία ο χρήστης μπορεί να επηρεάσει μόνο έμμεσα τις παραμέτρους τροφοδοσίας των αναλωσίμων, το μείγμα αερίων και τη ροή σκόνης. Τεχνικά, η λειτουργία παρέχεται από πολυλειτουργικούς σταθμούς και πλατφόρμες με ρομποτικό εξοπλισμό. Σε εξαιρετικά εξειδικευμένες σύγχρονες εγκαταστάσεις παραγωγής για αυτόματη συγκόλληση σε προστατευτικό αέριοχρησιμοποιείται το λεγόμενο τρακτέρ, ο σχεδιασμός του οποίου προβλέπει όλες τις απαραίτητες λειτουργικές μονάδες. Πρόκειται για ένα κινητό μηχάνημα που κινείται κατά τη διαδικασία συγκόλλησης κατά μήκος της γραμμής σχηματισμού ραφών και ταυτόχρονα οδηγεί το προστατευτικό μείγμα στη ζώνη συγκόλλησης. Ένα υποχρεωτικό στοιχείο τέτοιων μονάδων είναι η μονάδα ελέγχου, η οποία αρχικά περιέχει ένα σύνολο αλγορίθμων με ενέργειες για κάθε εκτελεστικό όργανο.

Συμπέρασμα

Η χρήση μεθόδων για την προστασία της δεξαμενής συγκόλλησης από το οξυγόνο επιτρέπει, αν όχι την πλήρη εξάλειψη, ελαχιστοποίηση των χαρακτηριστικών ελαττωμάτων στο σχηματισμό της ραφής. Αυτό ισχύει για έλλειψη διείσδυσης, ρωγμές, εγκαύματα, χαλάρωση και άλλα ελαττώματα που μπορεί να προκύψουν λόγω επαφής της λιωμένης επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας με ανοιχτό αέρα. Τα πλεονεκτήματα της συγκόλλησης σε προστατευτικά αέρια έναντι της τεχνικής χρήσης ροής περιλαμβάνουν την απουσία ανάγκης αφαίρεσης λάσπης στην περιοχή εργασίας. Ταυτόχρονα, διατηρούνται και άλλες θετικές ιδιότητες της διαδικασίας, όπως η δυνατότητα οπτικής παρατήρησης της ποιότητας της σχηματιζόμενης ένωσης. Αν μιλάμε για τις ελλείψεις της μεθόδου, τότε οι αρνητικοί παράγοντες της είναι η θερμική και φωτεινή ακτινοβολία του τόξου, η οποία απαιτεί την παροχή ειδικών μέτρων για την ατομική προστασία του συγκολλητή.