Hegesztés védőgázban: módok, technológia, alkalmazás, GOST

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A fém munkadarabokkal kapcsolatos hegesztési műveletek végrehajtására szolgáló technológiák ma lehetővé teszik a folyamat magas szintű megszervezését a biztonság, az ergonómia és a funkcionalitás szempontjából. Ezt bizonyítja az alkatrészek termikus összekapcsolásának fő technológiai lépéseit végrehajtó félautomata és robotberendezések elterjedése. Ezzel párhuzamosan nőnek a varratok minőségére vonatkozó követelmények is. Ebben az irányban a legnagyobb sikert a védőgázban történő hegesztéssel lehet elérni, amely lehetőséget biztosít a munkaterület elszigetelésére a légköri levegő negatív hatásaitól.

A technológia lényege

A védőgázas környezetben végzett hegesztési eljárás a fémekre gyakorolt hőhatás számos módszerének kombinációja, a munkadarabok szerkezeti összekapcsolásának lehetőségével. Mindenekelőtt ez a módszer az ívhegesztési módszeren alapul, amely önmagában is optimális vezérlést biztosít a szerkezettel rendelkező célelemek elektródái és felületei felett. Ebben a formátumban a felhasználó bármilyen helyet elfoglalhatpozíciókat mobil és kompakt eszközökkel. Mindez a munkarendezvény szervezési ergonómiáját érinti, a védőgázos hegesztés elektrokémiai folyamatainak lényegét pedig a műveletvégzési környezet sajátosságai mutatják meg. Először is hangsúlyozni kell a hegesztőmedence védelmének fontosságát a légköri levegő negatív hatásaitól. A tuskóolvadék oxigénnel való közvetlen érintkezése salakképződéshez vezet a felületen, a bevonat oxidációjához és a fémszerkezet ellenőrizetlen ötvözéséhez. Ennek megfelelően az ilyen hatások kizárására speciális szigetelőket használnak - bevonatokat, ömlesztett anyagokat, például folyasztószert és gázt, amelyet speciális berendezéssel vezetnek be a munkaterületre. Az utolsó védelmi módszer határozza meg a hegesztési gyártási módszer jellemzőit.

A hegesztés általános szabályai a GOST 14771-76 szerint

A megadott GOST szerint ezzel a hegesztési módszerrel lehet egy- és kétoldalas varratokat végezni tompa-, sarok-, póló- és átlapoló kötésekkel. Ami a folyamat fő paramétereit illeti, ezek a következők:

• Alkatrészek vastagsága - 0,5-120 mm.
• Megengedett hiba 12 mm vastagságú alkatrészek hegesztésekor - 2-5 mm.
• A varratfelület lejtése csak akkor megengedett, ha az egyik munkadarabról a másikra zökkenőmentes átmenet biztosított.
• Lényeges vastagságkülönbséggel rendelkező alkatrészek hegesztésekor előzetesen a nagyobb munkadarabtól a kicsi felé haladó ferdevágást hajtanak végre.
• A sarokvarratok homorúsága és domborúsága szerinta GOST 14771-76 tűréshatára nem lehet több, mint a kialakuló szög szárának 30%-a, ugyanakkor 3 mm-en belül kell lennie.
• Az élek hegesztés előtti, egymáshoz viszonyított megengedett eltolása az alkatrészek vastagságától függ. Például a legfeljebb 4 mm vastag elemeknél ez a szám körülbelül 0,8-1 mm, és ha 100 mm-es nyersdarabokról beszélünk, akkor az eltolási távolságnak 6 mm-be kell illeszkednie.

Használt hegesztőgázok

A hegesztés szempontjából minden gáznemű közeg inert és aktív közegre van felosztva. Mivel a gázkeverék fő feladata a szigetelő funkció, a legértékesebbek azok a közegek, amelyek nem befolyásolják a feldolgozandó fémet. Az ilyen keverékek közé tartoznak az inert egyatomos anyagok, például a hélium és az argon. Bár a GOST szerint a védőgázokban történő hegesztést szén-dioxid környezetben kell elvégezni, és az oxigénkeverékekkel való kombináció is megengedett. Ami az aktív gázokat illeti, mind olvadt, mind szilárd állapotban befolyásolhatják a fémet. A gázok jelenléte a fémek molekulaszerkezetében általában nemkívánatos, de vannak kivételek az ilyen kombinációk sajátosságai miatt különböző körülmények között.

A gázkörnyezet fémre gyakorolt hatásának természete

Azonnal érdemes hangsúlyozni a gáz negatív hatásait az ívhegesztés során a munkadarabokon. Hűtés és erős melegítés során a molekulaszerkezetben feloldódott gázanyagok pórusképződést okozhatnak, ami logikusan csökkentia termék szilárdsági tulajdonságai. Másrészt a hidrogén- és oxigénatomok hasznosak lehetnek a jövőbeni adalékolási műveletekben. És nem is beszélve az aktív védőgáz hasznosságáról az ausztenites ötvözetek és acélok hegesztésénél, amelyek nehezen olvadnak meg, ha inert szigetelő keverékeket használnak. Ebből adódóan a technológusok számára nem a megfelelő gázkeverék megválasztása jelent problémát, hanem olyan feltételek megteremtése, amelyek minimálisra csökkenthetik az aktív gáz hegesztőmedencére gyakorolt káros hatásait, és egyben megőrzik az oldhatóság pozitív hatásait.

Hegesztési eljárástechnika

A munkadarabot és az elektródát elektromos áramforrással látják el, amelyet később a hegesztőív létrehozására és fenntartására használnak fel. Az ív meggyulladásának pillanatától kezdve a kezelőnek be kell tartania az optimális távolságot az elektróda és a kialakított hegesztőmedence között, figyelembe véve a hőmérsékleti mutatókat és a hőhatások által lefedett területet. Ezzel párhuzamosan egy csatlakoztatott palackból egy égő segítségével gázt szállítanak a munkaterületre. Az ív körül gázszigetelés jön létre. A varrat kialakulásának intenzitása az élek elhelyezkedésének konfigurációjától és a termékek vastagságától függ. A védőgázban végzett hegesztés során kialakuló nem nemesfém aránya a varratszerkezetben általában 15-35%. A munkaterület mélysége ebben az esetben elérheti a 7 mm-t, a hosszának és szélességének mutatói pedig 10 és 30 mm között.

Berendezés gázhegesztéshez

Eszközkészlet az ilyenekhezA műveletek típusa a hegesztési gyártás módjától és formátumától függ. A műszaki bázist közvetlenül félautomata készülékek, felfüggesztett hegesztőfejek, áramforrások, egyenirányítók és komplex automata modulok alkotják elektródatartókkal, amelyek maximálisan megkímélik a kezelőt a tipikus manipulációk elvégzésétől. A hangsúly ma a gépesített hegesztésen van a védőgázban, amelynek infrastruktúráját szintén gázvezeték, égők, a berendezések kényelmes elhelyezését lehetővé tévő eszközök különböző pozíciókban stb. alkotják. A nagy iparágakban speciális állásokat szerveznek a szükséges műszaki készlettel hegesztő berendezés. Ezzel szemben az ilyen feladatok otthoni elvégzéséhez optimalizált formátum csak egy kompakt invertert igényel konverterekkel és egy gázpalackot áramlásszabályozó berendezéssel.

Kiegészítők

A további technikai eszközök és eszközök elsősorban a fő berendezések közötti kommunikációt végzik, és lehetővé teszik a hegesztéshez közvetlenül nem kapcsolódó másodlagos feladatok megoldását is. Ezek az eszközök a következők:

• Gázpalack-infrastruktúra, amely magában foglalja a tekercseket, reduktorokat, fűtőtesteket, burkolatot stb.
• Tisztítószerszám és elválasztók, amelyek az égéstermékek eltávolítására szolgálnak a munkaterületen. Ez különösen igaz a nem fogyó elektródával végzett védőgázokban végzett hegesztési műveletekre, amelyek olvadékát közvetlenül nem tartalmazza a termék szerkezete. A műtét alatt és után isA varrat csiszolására lehet szükség.
• Szárítógép. Eltávolítja és szabályozza a szén-dioxidban lévő nedvességet. Egyfajta szárítószer, amely magas vagy alacsony nyomáson működik.
• Szűrőeszközök. Megtisztítja a gázáramot a nem kívánt szilárd anyagoktól, ezzel is biztosítva a tiszta hegesztést.
• Mérőberendezés. Általában a nyomásmérőket ugyanazon nyomás- és gázáramlásmérők mutatóinak követésére használják.

Hegesztési módok és paramétereik

A hegesztési folyamat megszervezésének megközelítései ebben az esetben több szempont szerint különböznek, amelyek végső soron lehetővé teszik, hogy a különböző működési módok kiosztásáról beszéljünk. Például a módszerek különböznek a feladat technikai végrehajtásának elve szerint - kézi, félautomata és automatikus. A védőgázok hegesztési módjainak részletesebb kiszámításakor a következő paramétereket veszik figyelembe:

• Áram - 30 és 550 A között. Általában a legtöbb tipikus művelethez 80-120 A-es források csatlakoztatása szükséges.
• Elektróda vastagság - 4-12 mm.
• Feszültség - átlagosan 20-100 W.
• Hegesztési sebesség - 30-60 m/h.
• Gázkeverék fogyasztás - 7-12 l/perc.

A konkrét mutatók kiválasztása nagymértékben függ a fém típusától, a munkadarab vastagságától, a művelet körülményeitől és a kialakított kötés követelményeitől.

Kézi hegesztés

A folyamatban a kulcsszerepet a kezelő készsége és az elektróda jellemzői játsszák. Szinte minden hegesztőellenőrzése alatt tartja a folyamatot, irányítja az ívet a munkafelülethez képest, és figyeli a palackból történő gázkeverék-ellátás paramétereit. A teljesítmény szempontjából a sűrűség és az áramerősség, valamint a hegesztési út hossza kerül előtérbe. A védőgázban végzett kézi hegesztésnél leggyakrabban több menetet kell végrehajtani, különösen vastag munkadarab megmunkálása esetén. Más esetekben a menetek számának növekedése a hegesztés korrigálásának, hosszának és a burkolat jellemzőinek megváltoztatásának szükségességével jár.

Félautomata hegesztés

Ma ez a legnépszerűbb hegesztési mód védő környezetben. A fő különbség e módszer és a kézi módszer között az egyenirányítókkal ellátott gépesítő elemek jelenléte és az automatikus huzaladagolás lehetősége egy speciális tekercsről. A védőgázban végzett félautomata hegesztésnél a kezelőt nem kell megszakítani a fogyóeszközök cseréjéhez, de az ív és a munkadarab felületének kölcsönhatásának technikája továbbra is a felhasználón múlik. A kezelő figyeli a hegesztési kötés kialakulásának folyamatát, korrigálja az aktuális paramétereket, módosítja a dőlésszöget stb.

Automatikus hegesztés

Teljesen gépesített hegesztési eljárás, amelyben a felhasználó csak közvetve tudja befolyásolni a fogyóeszközök, gázkeverék és por áramlási paramétereit. Technikailag az üzemeltetést többfunkciós állomások és robotberendezéssel ellátott platformok biztosítják. A védőgáz automatikus hegesztésére specializálódott modern gyártóberendezésekenaz úgynevezett traktort használják, amelynek kialakítása biztosítja az összes szükséges funkcionális egységet. Ez egy mobil gép, amely a hegesztési folyamat során a varratképző vonal mentén mozog, és egyúttal a védőkeveréket a hegesztési zónába vezeti. Az ilyen modulok kötelező összetevője a vezérlőegység, amely kezdetben algoritmuskészletet tartalmaz az egyes végrehajtó szervekhez tartozó műveletekkel.

Következtetés

A hegesztőmedence oxigén elleni védelmére szolgáló módszerek alkalmazása lehetővé teszi, ha nem is teljesen megszünteti, de minimalizálja a varratképződés jellegzetes hibáit. Ez vonatkozik a behatolás hiányára, repedésekre, égésekre, megereszkedésre és egyéb olyan hibákra, amelyek a munkadarab megolvadt felületének szabad levegővel való érintkezése miatt fordulhatnak elő. A védőgázokban történő hegesztés előnyei a fluxus használatának technikájával szemben az, hogy nincs szükség az iszap eltávolítására a munkaterületen. Ugyanakkor a folyamat egyéb pozitív tulajdonságai is megmaradnak, például a képződött vegyület minőségének vizuális megfigyelésének lehetősége. Ha a módszer hiányosságairól beszélünk, akkor annak negatív tényezői az ív hő- és fénysugárzása, amihez speciális intézkedések megtétele szükséges a hegesztő egyéni védelmére.