какие виды сварочных материалов применяются для рад
Материалы для ручной дуговой сварки
Ручная дуговая сварка до сих пор остается одной из основных технологий, широко применяемых и в бытовых условиях, и в ремонтных мастерских, и на строительных или монтажных площадках.
На качество выполнения работ таким способом огромное влияние оказывает не только тип применяемого оборудования и правильный выбор режима, но и используемые расходные материалы для дуговой сварки, выбор которых на сегодняшний день достаточно велик.
Материалы, оказывающие влияние на химический состав сварного шва
В эту группу все основные сварочные материалы для дуговой сварки, применяемые и для установок различного типа (инверторные, трансформаторные, преобразовательные).
Электроды — мерные отрезки сварочной проволоки, покрытые специальной обмазкой на силикатной основе. Металл проволоки совместно с расплавленным материалом соединяемых заготовок формирует сварочный шов. Обмазка упрощает розжиг дуги, кроме того, она обеспечивает и защиту от воздействия посторонних факторов на сварочный процесс. Подбирать электроды следует так, чтобы состав проволоки максимально соответствовал химическому составу свариваемой стали.
Сварочная проволока, которая на автоматических и полуавтоматических установках подается в зону сварки механизированным способом, используется при выполнении работ неплавящимся электродом. Проволоку делится на порошковую и сплошную. Порошковая сварочная проволока отличается полой конструкцией, внутри оболочки помещается состав, который может изменить химический состав сварочного шва или обеспечить защиту сварочной ванны от воздействия атмосферного воздуха.
Флюсы — вещества (смесь компонентов) обеспечивающие необходимый состав сварочного шва, позволяет придать ему требуемые качества и свойства. Но основной задачей флюса является защита от атмосферного воздуха. Все флюсы делят на плавленые (смесь минеральных компонентов, которые спекаются в специальных печах) и керамические (получают просушиванием пасты на основе силикатов). Чаще всего на практике применяют плавленые флюсы, сфера применения керамических составов ограничена в основном определенными режимами сварки.
Материалы, не оказывающие влияние на химический состав сварного шва
Данная группа существенно меньше, в нее входят следующие материалы для ручной дуговой сварки:
Защитные газы и их смеси предназначены для предотвращения доступа атмосферного воздуха к расплавленному металлу. Некоторые составляющие воздуха (азот, водород, водяные пары) способны существенно снизить качество сварного соединения и усложнить сам сварочный процесс. Именно поэтому сварка многих металлов и осуществляется в среде защитных газов, в число которых входят — аргон, гелий, углекислый газ и другие. Следует сказать о том, что инертные газы в чистом виде стоят достаточно дорого, поэтому часто применяются их смеси в различных сочетаниях.
Неплавящиеся электроды в основном применяются при аргонодуговой сварке, при которой заполнение и формирование шва осуществляется за счет металла проволоки. На электрод в данном случае возложена задача розжига и поддержания электрической сварочной дуги. На практике чаще всего применяют угольные (графитовые) и вольфрамовые электроды.
Правильный подбор расходных материалов для сварки является залогом качества соединения, профессионализм сварщика во многом заключается именно в умении определить необходимый электрод или проволоку, флюс для сварки различных металлов.
Любая ошибка на этом этапе может привести к невозможности выполнения сварочных работ на должном уровне качества.
Особенности технологии и принцип работы аргонодуговой сварки
Инертные газы защищают неразъёмные соединения стальных сплавов на стадии создания шва. Для цветных металлов аргоно-дуговая сварка – это надёжный способ соединения. Особенно такого капризного материала, как алюминий и тугоплавкого титана.
Особенности и принципы
Технология сварки в среде аргона совместила технические приёмы газовой и дуговой сварок. Разница в неучастии аргона в горении и плавлении. Отсечение атмосферных газов аргоном в качестве зонирующего элемента с участка металлургического плавления, исключает окисление расплава, горение в кислородной среде, устраняет пористость шовных соединений.
Сварка аргоном ведётся 4 классическими способами:
Поверхностное наплавление металлической основы, классификация:
Влияние чистых газов на TIG, MAG
Интенсивность процесса, при рафинировании условий создания шва: глубины, формы, влияния дымообразования, скорость осаждения расплава, производительности регулирует искусственная защитная среда. Влияние на дугу двояко: воздействие носит и положительный, и отрицательный характер.
Аргон (Ar)
Инертность аргона нейтрализует вовлечение атмосферы в окислительные процессы. Подавляет химическую активность металлов. Низкая теплопроводность замедляет теплопередачу окружающей среде.
Формируется узкий столб дуги. Соответственно профиль проникновения V-образный: глубокий и зауженный. Тенденция к выпуклости шва и подрезам на пограничных линиях – последствия ограничения теплопередачи внешним граням. Расход аргона при сварке 7–8 л/мин.
Вес одноатомного Ar больше, чем у воздуха, это удерживает облако в зоне сварки. Полярность преимущественно прямая – на обратной полярности газ порождает поток токопроводящих электронов сродни плазме. В MAG чистый Ar способствует струйному переносу металла.
Гелий (He)
Лёгкий гелий – полная противоположность ленивому аргону. Профиль проникновения широк, вследствие большего тепловложения, температура дуги выше при снижении величины тока. Без высокочастотного возбуждения зажжение дуги затруднено. Успешно применяется в сварке разнородных металлов.
Атомный вес принуждает увеличивать выходное рабочее давление и расход He против Ar в 2,5 раза: до 25 л, кроме потолочных швов. Стоимость неочищенного гелия в 4 раза выше аргона, очищенного – в 8 раз. Электродный материал в среде чистого He переносится крупными каплями. В смеси гелий и аргон проявляют лучшие свойства.
Технология и оборудование
Технология сварочного процесса реализуется аппаратами Tungsten Inert Gas (TIG) при толщинах сопрягаемых металлов свыше 2 мм плавящимся электродом в режиме работы полуавтомата. Либо вольфрамовым электродом для тонких материалов с участием присадочной проволоки – РАД сварка.
Оснащение сварочного поста основным и вспомогательным оборудованием:
Что такое аргонодуговая сварка с точки зрения рекомендаций технологии:
[stextbox сварка чувствительна к загрязнениям и оксидным проявлениям.[/stextbox]
Электроды вольфрамовые
Переносимость сверхвысоких температур до 3000 0 С при сохранении формы наконечника и твёрдости усиливаются напылением оксидами редкоземельных металлов. Маркировка указывает химсостав, размер прутка.
Изделия отечественной промышленности не всегда совпадают с мировыми требованиями. Международная символика стандартизирована, обобщена, включает буквенные, цифровые и цветовые обозначения:
Формообразование электрода
Наплавляющие электроды с примесями редкоземельных металлов по назначению и величине фронта плавления производятся размерами Ø 1–6,4, обладают улучшением свойств по показателям:
Конфигурация рабочего конца в виде сферы, конуса углом 15–120 0 влияет на качество соединения при изменении толщин деталей:
Метод формообразования важен: при ручной заточке поперечное снятие металла децентрализует дугу. Интенсивность провара концентрируется по боковым кромкам. Центру недостаёт тепла, равномерность создания шва нарушается.
Типичные ошибки заточки:
Горелка
Горелка удерживает W-электрод и является проводником аргона. Сертификация инструмента ведётся согласно ГОСТ 5.917-71. Сопла подразделяются по величине максимального тока и по виду охлаждения.
Горелки до 200 А имеют воздушное охлаждение, цанговые патроны рассчитаны на максимальный Ø 3. Мощные охлаждаются проточной водой. Цанги зажимают вставки до Ø 6. Ток достигает 500 А.
Горелка с плавящимся электродом работает по тому же принципу: дуга подаётся между изделием и проволокой. Отпадает надобность в цанге. Узкая зона термовоздействия, механизация процесса при сварке алюминия и нержавейки выигрышны.
С помощью инвертора
Подбор инвертора для работы в среде аргона определяют задачи и Материал сварочных единиц. Базовый элемент выбора – максимальное значение тока. Ориентир – табличные значения марки, толщины сплава.
Гибкость, подстраивоимость инверторов превращают установки в универсальное оборудование. Но наличие желательных функциональных установок упрощает работу и малоопытному сварщику:
Процедуры подготовки и проведения работ
Со стыковочных поверхностей удаляются загрязнения, следы ржавчины, проводится обезжиривание. Алюминий подвергается обязательной мехобработке по разрушению плёнки окислов.
Подача газозащиты настраивается с упреждением в 10 сек. до зажжения дуги и задержкой отключения газопотока по завершении цикла для ограждения шва против окислительных реакций. Электрод удерживается вблизи заготовки без контакта. Короткая дуга – залог качества.
В течение 10-минутных циклов в соответствии с паспортной продолжительностью нагрузки проводятся регламентированные перерывы. Сопло ведётся по продольной оси шва без поперечных колебаний. Завершают шов плавным сбросом тока реостатом для заполнения выемки кратера сварочной ванны.
В экипировку сварщика входят маска со светофильтром, не сковывающие движения теплостойкие перчатки, куртка, устойчивая к прожигу брызгами, закрытая обувь.
Режимы
Как варить аргоном новичку при сварке в домашних условиях, подскажут справочные таблицы. Полнота данных поможет определиться предварительно с основными настройками, подкорректировать режимы.
Токовую нагрузку определяют:
Сварку чёрного металла аргоном ведут с прямой полярностью. Газ подаётся равномерным потоком без пульсации.
Особенности розжига дуги
Старт розжига с устойчивым поддержанием горения облегчён при постоянном токе прямой полярности. Токи высокой плотности при минимальном ампераже не способствуют перегреву и выходу из строя электрода.
Смена полярности чревата ростом напряжения электродуги. Электрод теряет теплостойкость, а сама дуга устойчивость. Положительный момент обратной полярности – бомбардировка положительными зарядами частиц аргона разрушает окисление сварной поверхности.
Поток электронов приводит электризованный газ в состояние токопроводящей плазмы. Для сварки алюминия этот аспект важен. Низкая температура плавления и текучесть преодолеваются благодаря более низким токам, чем при сварке стали.
Сварка меди осложняется необходимостью подогрева, внесения раскисляющих присадок, флюсов для ответственных соединений. С неплавящимся электродом применяется прямая полярность.
Проволока малых диаметров с раскислителями подаётся полуавтоматом на высокой скорости. Производительный режим со стойкой дугой, должным проплавлением обеспечивается обратной полярностью.
Плавление проволоки с увеличением скорости подачи из мелкокапельного переходит в струйный вид. Плотность шва удовлетворительная, разбрызгивание на минимуме.
Преимущества и недостатки
Плюсы аргонной сварки:
Сварочные материалы для ручной дуговой сварки
Содержание:
Ручная дуговая сварка – это тип сварки, который был придуман первым. Но несмотря на довольно значительный возраст этого типа сварки и на то, что постоянно разрабатываются все новые и новые технологии сварки, ручная дуговая сварка и сегодня остается наиболее часто применяемым типом сварки.
Как правило, применяются специальные сварочные материалы для ручной дуговой сварки, особенности которых определяются существующими на сегодняшний день требованиями ГОСТ.
Электроды для ручной дуговой сварки.
Плавящиеся электроды, предназначенные для ведения ручной дуговой сварки, изготавливают из различных металлов – это может быть сталь, чугун, медь и ее сплавы, сплавы на основе титана, а также алюминий. Такие электроды имеют специальное покрытие, которое образуются при опускании стержня электрода в емкость с материалом покрытия, находящимся в жидком состоянии, или путем опрессовки стержня электрода. Как правило, покрытие состоит из нескольких элементов. Специальное покрытие наносится только на электроды, предназначенные для ведения сварки переменным током. Электроды для сварки постоянным током имеют специальную маркировку красным цветом на торцевой части.
Специальное покрытие электродов выполняет целый ряд функций
Сварочная проволока.
Сварочные материалы для ручной дуговой сварки включают в себя и сварочную проволоку. К такой проволоке также предъявляются специальные требования. Как правило, для такого типа сварки применяется холоднотянутая гладкая проволока из стали, поверхность которой должна быть совершенно чистой, то есть, не должна содержать пятен ржавчины или окалины, должна быть очищена от масла и различного рода других загрязнений, которые могут существенно снизить качество сварки. Так что перед применением такой проволоки ее поверхность необходимо внимательно осмотреть и, в случае необходимости, очистить с помощью отжигания, очистки 5% раствором соляной кислоты или с помощью пескоструйного аппарата. В домашних условиях проволоку можно очистить и шкуркой или щеткой по металлу до появления блеска.
Проволока, предназначенная для ручной дуговой сварки, имеет специальные маркировочные обозначения.
— Г – марганец;
— С – кремний;
— Х – хром;
— Н – никель;
— М – молибден;
— В – вольфрам;
— Е – селен;
— Ю – алюминий;
— Т – титан;
— Б – ниобий;
— К – кобальт;
— Д – медь.
— А – в состав проволоки входит менее 0,03% серы или фосфора;
— АА – в состав проволоки входит менее 0,02% серы или фосфора;
— О – проволока имеет покрытие из меди;
— В – сталь, из которой состоит проволока выплавлена электрошлаковым способом;
— Вд – сталь, из которой состоит проволока, выплавлена вакуумно-дуговым способом;
— ВИ – сталь, из которой состоит проволока, выплавлена вакуумно-индукционным способом.
Итак, как и любой другой вид сварки, ручная дуговая сварка требует применения специальных материалов. Только правильный подбор электродов или сварочной проволоки способен гарантировать высокое качество выполнения сварочных работ. Учитывая, что именно ручная дуговая сварка чаще всего используется и для бытовых нужд, и в производстве, важно очень внимательно изучить маркировку электродов или проволоки для того, чтобы подобрать именно тот материал, который необходим в конкретных условиях.
Классификация и характеристики сварочных материалов
Сварка – это сложный технологический процесс создания неразъемных соединений металлов и их сплавов. В ходе его используется различное оборудование и приспособления, потребляется электричество. Твердые и газообразные материалы, безвозвратно расходуемые в процессе сварки, объединяют общим названием: сварочные материалы. Они служат для формирования материала сварного шва, повышения его качества, защиты сварочной ванны от вредного воздействия различных внешних факторов.
Что такое?
Это все материалы, безвозвратно расходуемые в процессе сварки. Это и присадочные прутки, используемые для формирования шовного материала, и защитные газы, и флюсовые порошки. Целью их применения является:
Стоимость израсходованных материалов добавляется к себестоимости изделия.
Классификация
Различают следующие виды
Проволока
Сварочная проволока и плавящиеся стержневые электроды, изготовленные на ее основе, разогреваются в пламени электродуги, постепенно достигают температуры плавления и стекают в сварочную ванну. Там они смешиваются с металлом от оплавленных кромок заготовки. После перемещения электрода и дуги далее по линии соединения расплав кристаллизуется, соединяя обе заготовки в единое целое.
Сварочная проволока подается в рабочую зону полуавтоматом с постоянной скоростью. В ее состав входят необходимые легирующие добавки. По этому признаку проволока делится на следующие виды:
Выбор проволоки определяется материалом заготовок. Ее химический состав должен быть близок к составу свариваемых сплавов. Легирующие добавки используются для повышения качества шва. Используют также омеднение проволоки.
Кроме того, проволока и плавкие электроды используются в качестве элементов сварочной электрической цепи. По ним подается напряжение, и при касании кончиком проволоки заготовки поджигается электродуга. В случае полуавтоматической сварки неплавким электродом в атмосфере защитных газов ток идет через него. Механическое устройство подачи только подает присадочную проволоку или ленту. Стандарты предусматривают 77 различных марок сварочной проволоки.
Лента и прутки
При ручной сварке неплавким электродом присадочный пруток подается в рабочую зону сварщиком. Для этого проволоку рубят на куски длиной 200- 300 мм и поставляют в пачках. Для сварки выбирают пруток, наиболее близкий по химическому составу к материалу заготовок.
Сварочная лента используется при наплавке, когда необходимо подавать присадочный материал широким тонким слоем. Делается лента из тех же сплавов, что и сварочная проволока.
Электроды
Стержневые электроды на сегодняшний день являются самыми широко применяемыми при ручной сварке инверторным аппаратом ММА. Они представляют собой прямые отрезки сварочной проволоки длиной от 200 до 450 мм, покрытые специальным слоем обмазки. Такой электрод служит проводником, подавая напряжение на дугу. От ее тепла сердцевина из проволоки плавится и стекает в сварочную ванну, пополняя собой шовный материал.
Обмазка сгорает при высокой температуре, выделяя защитные газы. Газы препятствуют контакту расплавленного металла и воздуха. В состав обмазки также включают присадки для повышения стабильности дуги, облегчения ее розжига. Некоторые добавки (такие, как рутил) дают возможность варить качественные швы в сложных условиях, даже когда заготовка влажная и покрыта следами коррозии.
Сварочные газы используются как источник тепла при газовой сварке и резке. Для этого используется кислород в качестве окислителя и следующие газы в качестве горючего:
Какое горючее самое эффективное? Наибольшей удельной энергией горения отличается водород, он же является и наиболее взрывоопасным. Используется для ограниченного круга сварных операций. Для сварки ответственных соединений применяют ацетилен высокой чистоты. Для рядовой сварки используют пропан, это самый дешевый газ. Кислород смешивается с горючим газом в горелке для повышения температуры факела.
Кроме сварочных, служащих источником тепла, при дуговой сварке используют и так называемые защитные газы. Они подаются в рабочую область, вытесняют оттуда воздух и перекрывают доступ кислорода, азота и водяных паров к сварочной ванне.
Для сварки ответственных соединений из нержавеющих сплавов используют инертные газы аргон или гелий, а также их смеси. Их же используют для алюминия, титана и других легких металлов. Для рядовой сварки конструкционных сталей в качестве защиты рабочей зоны применяют углекислый газ.
Флюсы
Флюсы применяют в жидком или порошкообразном состоянии.
Жидкие флюсы используют для химической подготовки области шва. С их помощью снимают оксидную пленку на поверхности заготовок, производя одновременно и обезжиривание. В качестве жидких флюсов выступают сильнодействующие неорганические соединения — щелочи или кислоты. Химический состав следует выбрать в зависимости от обрабатываемого сплава. Поле обработки заготовку необходимо промыть водой и тщательно просушить.
Флюсовые порошки используют в качестве источника защитного газа. Порошок сгорает в пламени дуги и выделяет защитный газ.
При ручной сварке его насыпают вдоль линии шва. Флюсовый материал для выполнения автоматической сварки подается в зону сварки из бункера через шланг.
Кроме выделения защитных газов, такой флюс может выполнять и функцию теплопровода, ускоряя прогрев кромок. Так варят различные марки стали и чугун.
Кроме перечисленных разновидностей, используются также керамические подкладные пластины. С их помощью предотвращают вытекание расплава и формируют обратный валик шва.
Общие требования
От качества сварочных материалов напрямую зависит прочность и долговечность шва, и, следовательно, надежность и безопасность механизма, строительной конструкции или трубопровода в ходе эксплуатации. Наиболее важным требованием является необходимость соответствия материалу заготовки и выбранному способу, и режиму сварки.
Эти требования регламентированы в соответствующих международных, государственных и отраслевых стандартах. Все применяемые материалы должны иметь сертификат, содержащий следующие параметры:
При необходимости в сертификате указываются и другие параметры.
Определение расхода
Сварочные расходные материалы высокого качества часто производятся по сложным технологиям и из дорогостоящего сырья. Это обуславливает их высокую стоимость. Чтобы сохранить контроль над себестоимостью продукции, следует строго контролировать их расходование.
Для каждого вида сварочных материалов, используемого оборудования и операций предусмотрены нормы расхода. С их помощью можно в некотором приближении оценить расход. Утверждены и методики определения потребности для конкретных видов соединений, геометрии заготовок, способа разделки кромок и других технологических параметров.
Так, для электродов и проволоки расчет основан, как правило, на вычислении площади поперечного сечения шва и коэффициенте направки. Получаемый удельный расход далее умножают на суммарную длину шва. Для газов расход выбирают на основании таблиц рекомендованных рабочих параметров.
После уточняющих расчетов получаются производственные нормы потребления проволоки, электродов, защитных газов, флюсов и т.д. При таком расчете обязательно делают некоторый запас на пробные швы и исправление возможного брака.
Примерные нормы расхода углекислого газа. Коэффициент зависит от вида операций.
[stextbox складе следует держать резерв сварочных материалов на случай непредвиденных обстоятельств или перебоев в поставках. Простой основного производства обойдется существенно дороже.[/stextbox]
Какие требования предъявляются к помещению для хранения?
Материалы для сварки должны храниться в строгом соответствии с предписаниями производителя и государственных стандартов. Помещение для их хранения должно обеспечивать как общую сохранность, так и сохранение физико-химических свойств.
В соответствии с требованием ГОСТ, сварочные материалы следует хранить в крытых, отапливаемых и вентилируемых помещениях при ограничениях на колебания температуры не ниже +15 о С и влажности не выше 40%. Электроды и сварочную проволоку положено складировать в заводской упаковке, не превышая допустимого производителем числа вертикальных рядов. Хранение прокаленных электродов осуществляют в герметичных пеналах, исключающих впитывание обмазкой влаги.
Все материалы хранят на маркированных стеллажах, строго отсортированными по типам и маркам.
Согласно стандартам и техническим условиям, сварочные и защитные газы хранят в отдельных помещениях, оборудованных вентиляцией, искробезопасным освещением и газоанализаторами.
Для получения сварочных принадлежностей сварщиком должна предъявляться заявка, заверенная линейным руководителем. Об этом делается запись в журнале сварочных работ и в учетной карточке работника.