Газовая сварка и резка металлов — технология, оборудование, ГОСТ

Сварка в среде защитных газов позволяет получить чистые и ровные швы, а также обеспечивает крепкое сцепление материалов. Попадание лишних веществ в точку плавки оказывает негативное влияние на результат. Защитить от этого могут газообразные элементы. Благодаря им с металлом соприкасаются только электрод и присадочные материалы. Технология позволяет избежать появления шлака и трещин.

Преимущества

  • Газовая сварка алюминия помогает проводить процесс сваривания на меньших скоростях, что дает более высокий уровень, ведь скорость сваривания здесь, примерно, в три раза меньше, чем при электросварке;
  • Здесь используется газ в качестве защиты от воздействия внешних факторов;
  • Нет необходимости в использовании электродов с обмазкой, в которой зачастую содержится водород, который приводит к появлению напряжений в металле;
  • Уровень качества соединения значительно выше, даже если работа ведется не опытным мастером;
  • Возможно создавать более длительные непрерывные швы благодаря использованию сварочной проволоки;
  • Легче работать с тонкими заготовками;
  • Пламя горелки можно использовать для подогрева деталей и их последовательного остужения.

Особенности аргоновой сварки

Общий принцип аргонодуговой сварки проще описать, пользуясь приведенной на рисунке схемой соединения сварочного оборудования.

Основной рабочий инструмент – аргоновая горелка, подключаемая к сварочному аппарату. На электрод подается ток требуемой величины, а сама зона сварки защищена облаком инертного газа аргона от взаимодействия с кислородом воздуха, что предотвращает возможность окисления металла.

Особенности аргоновой сварки

Принцип работы одинаков для горелок разных изготовителей. Конструкция представлена ниже.

При продаже в комплект входит шлейф: шланг для подачи аргона и силовой кабель.

В редких случаях горелка продается без шлейфа — нужно обращать на это внимание при заказе.

Особенности аргоновой сварки

Особенности сварки в защитных газах

Сущностью и отличительной особенностью дуговой сварки в защитных газах является защита расплавленного и нагретого до высокой температуры основного и электродного металла от вредного влияния воздуха защитными газами, обеспечивающими физическую изоляцию металла и зоны сварки от контакта с воздухом и заданную атмосферу в зоне сварки. Используют инертные и активные защитные газы (см. главу 12 «Сварочные материалы»).

Читайте также:  Как сделать культиватор для мотоблока своими руками

При дуговой сварке применяют два основных способа газовой защиты: местная и общая в камерах (сварка в контролируемой среде).

Наиболее распространенной является струйная местная защита в потоке газа, истекающего из сопла сварочной горелки. Качество струйной защиты зависит от конструкции и размеров сопла 1, расхода защитного газа и расстояния L от среза сопла А-А до поверхности свариваемого материала. В строении газового потока различают две области (рис. 2.1): ядро, струи 2 и периферийный участок 3.

Рис. 2.1. Схема газового потока из сопла сварочной горелки:

1 – сопло горелки; 2 – ядро потока; 3 – периферийная область; H – длина ядра потока; L – расстояние от среза до детали; АА – сечение среза сопла; D – диаметр сопла

При истечении в окружающую воздушную среду в ядре потока 2 сохраняются скорость и состав газа, имеющиеся в сечении А-А на срезе сопла. Периферийная же часть потока 3 представляет собой область, в которой защитный газ смешивается с окружающим воздухом, а скорость в любом сечении по длине потока изменяется от первоначальной (имеющейся на срезе сопла) до нулевой на внешней границе струи. Поэтому надежная защита металла может осуществляться только в пределах ядра потока. Чем больше высота Н этого участка, тем выше его защитные свойства. Максимальная высота Н наблюдается при ламинарном истечении газа из сопла. При турбулентом характере истечения газа такое строение потока нарушается и защитные свойства его резко падают. Характер истечения зависит от конфигурации проточной части сопла, его размеров и расхода газа. На практике применяют три вида сопл: конические, цилиндрические и профилированные (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Формы сопел сварочных горелок: а – коническая;б – цилиндрическая; в – профилированная

Расход защитного газа выбирают оптимальным для обеспечения истечения струи, близкого к ламинарному. Для улучшения струйной защиты на входе в сопло в горелке устанавливают мелкие сетки, пористые материалы и т.п., позволяющие дополнительно выравнивать поток газа на выходе из сопла. При сварке со струйной защитой возможен подсос воздуха в зону сварки. Для улучшения и увеличения области защиты, особенно при сварке активных материалов, к соплу горелки крепят дополнительные колпаки – приставки.

Читайте также:  Измерительные инструменты — назначение, контроль, виды, ремонт

Наиболее эффективной является общая защита в камерах с контролируемой средой. Камеры заполняют инертным газом высокой чистоты под небольшим избыточным давлением (0,005–0,01 МПа), в камере располагаются свариваемое изделие и сварочное оборудование (автомат). Сварку производят внутри камеры изолированно от воздушной среды. Такой способ защиты обычно используют при сварке изделий из химически активных металлов (титан, цирконий, тантал, молибден и др.). Достоинства сварки в защитных газах – высокая производительность, высокое качество защиты, доступность наблюдения за процессом горения дуги, простота механизации и автоматизации, возможность сварки в различных пространственных положениях. Сварка в защитных газах может выполняться неплавящимся и плавящимся электродами. На рисунке 2.3 приведены схемы постов для различных вариантов дуговой сварки в защитных газах.

Рис. 2.3. Схемы постов для сварки в защитных газах: а – неплавящимся электродом в инертных газах на постоянном токе прямой полярности; б – тоже, на переменном токе; в – плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности

Управление на TIG-горелке

В рукоятку горелки могут быть встроены различные элементы управления, которые позволяют сварщику легко контролировать силу тока с помощью потенциометра или переключателя вверх-вниз. Сварочная горелка, оснащённая блоком управления Job Master, позволяет регулировать несколько параметров или выбирать заранее настроенные параметры режима для соответствующего участка сварного шва, хранящиеся в ячейках Job сварочного источника, и активировать их с помощью сварочной горелки даже непосредственно во время сварки. Эта функция особенно полезна, когда источник питания установлен на некотором удалении от места сварки, например, во время ремонтных и монтажных работ.

Управление на TIG-горелке

Полуавтоматическая сварка

В отличие от ручной сварки, полуавтомат предполагает охлаждение горелки в момент работы. Горелочный комплект в данном случае предполагает наличие следующих компонентов:

  • контактного элемента;
  • шлейфа;
  • самой горелки.

Посредством шлейфа подается охлаждающая жидкость, сварочная проволока, электрический ток. Контактный элемент предполагает обеспечение соединения источника сварки и, непосредственно, горелки. Горелочная рукоятка имеет литую конструкцию, материал ее исполнения обладает изоляционными способностями. В качестве наконечника применяют медь, бронзу, а также медные сплавы.

Плюсы и минусы сварки в среде защитных газов

Широкий диапазон подходящих веществ обеспечивает большое распространение такого способа в промышленности. Основные преимущества:

  • удобство процесса, т.к. можно варить из разных положений;
  • отсутствие шлака и флюса;
  • высокое качество швов на разных металлах;
  • возможность наблюдения за справкой деталей;
  • легкость механизации и большая производительность;
  • невысокая стоимость.

Недостатками метода можно назвать:

  • световую и тепловую радиацию дуги;
  • опасность газовой аппаратуры;
  • необходимость остывания горелок;
  • отклонение струи газа движением воздуха.