Keevitamine kaitsegaasiga: režiimid, tehnoloogia, rakendus, GOST

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Metallist toorikutega seotud keevitustoimingute teostamise tehnoloogiad võimaldavad tänapäeval saavutada protsessi kõrgel tasemel ohutuse, ergonoomika ja funktsionaalsuse. Sellest annab tunnistust poolautomaatsete ja robotseadmete levik osade termilise ühendamise peamiste tehnoloogiliste etappide sooritamiseks. Paralleelselt sellega kasvavad ka nõuded õmbluste kvaliteedile. Selles suunas saab suurimat edu saavutada kaitsegaasis keevitamine, mis annab võimaluse isoleerida tööpiirkond atmosfääriõhu negatiivsete mõjude eest.

Tehnoloogia olemus

Keevitusprotsess kaitsva gaasi keskkonnas on tuletis mitmete metallide termilise toime meetodite kombinatsioonist koos võimalusega töödeldavaid detaile struktuurselt ühendada. Esiteks põhineb see meetod kaarkeevitusmeetodil, mis iseenesest tagab optimaalse kontrolli elektroodide ja konstruktsioonidega sihtosade pindade üle. Selles vormingus saab kasutaja hõivata mis tahes ruumipositsioonid mobiilsete ja kompaktsete seadmete abil. Kõik see puudutab tööürituse korralduslikku ergonoomikat ning kaitsegaasi keevitamise elektrokeemiliste protsesside olemuse paljastab toimingu sooritamise keskkonna eripära. Alustuseks on vaja rõhutada keevisvanni kaitsmise tähtsust atmosfääriõhu negatiivsete mõjude eest. Toorikute sulatise otsene kokkupuude hapnikuga põhjustab pinnale räbu moodustumist, katte oksüdeerumist ja metallstruktuuri kontrollimatut legeerimist. Seetõttu kasutatakse selliste mõjude välistamiseks spetsiaalseid isolaatoreid - katteid, puistematerjale, nagu räbusti ja gaasi, mis juhitakse tööpiirkonda spetsiaalse varustusega. Viimane kaitsemeetod määrab kindlaks vaadeldava keevitusmeetodi omadused.

GOST 14771-76 järgi keevitamise üldreeglid

Vastav alt määratud GOST-ile saab seda keevitusmeetodit kasutada ühe- ja kahepoolsete õmbluste tegemiseks, kasutades põkk-, nurga-, tee- ja kattuvaid ühendusi. Mis puudutab protsessi peamisi parameetreid, siis need hõlmavad järgmist:

• Osade paksus – vahemikus 0,5–120 mm.
• Lubatud viga 12 mm paksuste detailide keevitamisel - 2 kuni 5 mm.
• Õmbluse pinna kalle on lubatud ainult siis, kui on tagatud sujuv üleminek ühelt toorikult teisele.
• Märkimisväärse paksuse erinevusega detailide keevitamisel tehakse kaldenurk eelnev alt suuremast toorikust väikesele.
• Filetkeevisõmbluste nõgusus ja kumerus vastav altGOST 14771-76 tolerantsid ei tohiks moodustada rohkem kui 30% moodustatava nurga jalast, kuid samal ajal mahtuda 3 mm piiresse.
• Servade lubatud nihke suurus enne keevitamist üksteise suhtes sõltub osade paksusest. Näiteks kuni 4 mm paksuste elementide puhul on see näitaja umbes 0,8-1 mm ja kui me räägime 100 mm toorikutest, siis peab nihkekaugus mahtuma 6 mm sisse.

Kasutatud keevitusgaase

Keevitamise seisukoh alt jagunevad kõik gaasilised keskkonnad inertseks ja aktiivseks. Kuna gaasisegu põhiülesanne on isoleeriv funktsioon, on kõige väärtuslikumad need kandjad, mis ei mõjuta töödeldavat metalli. Sellised segud hõlmavad inertseid üheaatomilisi aineid nagu heelium ja argoon. Kuigi vastav alt GOST-ile tuleb kaitsegaasides keevitamine läbi viia süsinikdioksiidi keskkonnas, samuti on lubatud kombinatsioonid hapnikusegudega. Mis puutub aktiivsetesse gaasidesse, siis võivad need mõjutada metalli nii sulas kui ka tahkes olekus. Gaaside esinemist metalli molekulaarstruktuuris peetakse üldiselt ebasoovitavaks, kuid on ka erandeid, mis tulenevad selliste kombinatsioonide eripärast erinevates tingimustes.

Gaasikeskkonna mõju olemus metallile

Kohe tasub rõhutada gaasi negatiivset mõju kaarkeevitamisel toorikutele. Jahutamisel ja tugeval kuumutamisel võivad molekulistruktuuris lahustunud gaasilised ained põhjustada pooride teket, mis loogiliselt vähendabtoote tugevusomadused. Teisest küljest võivad vesiniku ja hapniku aatomid olla kasulikud tulevastes dopinguoperatsioonides. Rääkimata siis aktiivse kaitsegaasi kasulikkusest austeniitsete sulamite ja teraste keevitamisel, mida on inertsete isolatsioonisegude kasutamisel raske sulatada. Sellest tulenev alt pole tehnoloogide probleemiks pigem õige gaasisegu valimine, vaid tingimuste loomine, mis suudaksid minimeerida aktiivgaasi kahjulikke mõjusid keevisvannile ja samas säilitada lahustuvuse positiivset mõju.

Keevitusprotsessi tehnika

Toorikule ja elektroodile antakse elektrivoolu allikas, mida hiljem kasutatakse keevituskaare tekitamiseks ja hooldamiseks. Kaare süttimise hetkest alates peab operaator hoidma elektroodi ja moodustunud keevisvanni vahel optimaalset kaugust, võttes arvesse temperatuurinäitajaid ja soojusmõjudega kaetud ala. Paralleelselt tarnitakse gaas tööpiirkonda ühendatud silindrist põleti abil. Kaare ümber moodustatakse gaasiisolatsioon. Õmbluse moodustumise intensiivsus sõltub servade asukoha konfiguratsioonist ja toodete paksusest. Üldjuhul on kaitsegaasis keevitamisel tekkiva mitteväärismetalli osakaal keeviskonstruktsioonis 15-35%. Tööpiirkonna sügavus võib sel juhul ulatuda 7 mm-ni ning selle pikkuse ja laiuse näitajad 10 kuni 30 mm.

Seadmed gaasikeevituseks

Selliste seadmete komplekttoimingute laad sõltub keevitamise režiimist ja vormingust. Tehnilise baasi moodustavad otseselt poolautomaatsed seadmed, rippkeevituspead, toiteallikad, alaldid ja keerukad elektroodihoidjatega automaatmoodulid, mis säästavad operaatorit maksimaalselt tüüpiliste manipulatsioonide tegemisest. Tänapäeval on rõhk mehhaniseeritud keevitamisel kaitsegaasis, mille taristu moodustavad ka gaasitrass, põletid, seadmed mugavaks seadmete paigutamiseks erinevatesse asenditesse jne. Suurtes tööstustes on organiseeritud spetsiaalsed ametikohad koos vajaliku tehnilise komplektiga seadmed keevitamiseks. Ja vastupidi, optimeeritud vorming selliste ülesannete täitmiseks kodus nõuab ainult kompaktse muunduriga muunduri ja voolureguleerimisseadmetega gaasiballooni kasutamist.

Aksessuaarid

Täiendavad tehnilised vahendid ja seadmed teostavad peamiselt põhiseadmete vahelist sidet ning võimaldavad lahendada ka kõrvalülesandeid, mis ei ole otseselt seotud keevitamisega. Nende seadmete hulka kuuluvad:

• Gaasiballoonide infrastruktuur, mis hõlmab pooli, reduktoreid, küttekehasid, korpust jne.
• Puhastustööriist ja separaatorid, mis on mõeldud põlemisproduktide eemaldamiseks tööpiirkonnast. See kehtib eriti keevitustoimingute kohta kaitsegaasides mittekuluva elektroodiga, mille sula ei sisaldu otseselt toote struktuuris. Nii operatsiooni ajal kui ka pärast sedaVõib osutuda vajalikuks õmbluste lihvimine.
• Kuivati. Eemaldab ja reguleerib süsinikdioksiidis sisalduvat niiskust. Teatud tüüpi kuivatusaine, mis töötab kõrgel või madalal rõhul.
• Filtreerimisseadmed. Puhastab gaasivood soovimatutest tahketest ainetest, tagades ühtlasi puhta keevisõmbluse.
• Mõõteseadmed. Tavaliselt kasutatakse manomeetrit sama rõhu ja gaasi voolumõõturite näidikute jälgimiseks.

Keevitusrežiimid ja nende parameetrid

Kõevitusprotsessi korraldamise lähenemisviisid erinevad sel juhul mitme kriteeriumi järgi, mis lõpuks võimaldavad meil rääkida erinevate töörežiimide jaotusest. Näiteks erinevad meetodid vastav alt ülesande tehnilise täitmise põhimõttele - käsitsi, poolautomaatne ja automaatne. Kaitsegaaside keevitusrežiimide üksikasjalikumal arvutamisel võetakse arvesse järgmisi parameetreid:

• Voolus - vahemikus 30 kuni 550 A. Reeglina nõuavad enamik tüüpilisi toiminguid 80-120 A allikate ühendamist.
• Elektroodi paksus – 4 kuni 12 mm.
• Pinge – keskmiselt 20 kuni 100 W.
• Keevituskiirus - 30–60 m/h.
• Gaasisegu kulu - 7-12 l/min.

Konkreetsete näidikute valik sõltub suuresti metalli tüübist, tooriku paksusest, töötingimustest ja moodustatud liitekohale esitatavatest nõuetest.

Käsitsi keevitamine

Protsessi võtmerolli mängivad operaatori oskused ja elektroodi omadused. Peaaegu kõik keevitajadhoiab protsessi oma kontrolli all, suunates kaare tööpinna suhtes ja jälgides silindrist gaasisegu etteande parameetreid. Toimivuse osas tulevad esiplaanile tihedus ja voolutugevus, samuti keevitustee pikkus. Kaitsegaasi käsitsi keevitamisel tehakse kõige sagedamini mitu läbimist, eriti kui töödeldakse paksu toorikut. Muudel juhtudel on käikude arvu suurenemine seotud vajadusega korrigeerida keevisõmblust, muuta selle pikkust ja pinnakatte omadusi.

Poolautomaatne keevitamine

Tänapäeval on see kaitsvas keskkonnas kõige populaarsem keevitamise viis. Peamine erinevus selle meetodi ja manuaalse meetodi vahel on alalditega mehhaniseerimiselementide olemasolu ja automaatse traadi etteandmise võimalus spetsiaalsest mähist. Kaitsegaasi poolautomaatse keevitamise korral ei pea kasutajat kulumaterjalide vahetamiseks katkestama, kuid kaare ja tooriku pinnaga suhtlemise tehnika on siiski kasutaja enda otsustada. Operaator jälgib keevisühenduse moodustumist, korrigeerib kehtivaid parameetreid, muudab kaldenurka jne.

Automaatkeevitus

Täielikult mehhaniseeritud keevitusprotsess, mille puhul kasutaja saab kulumaterjalide, gaasisegu ja pulbrivoo toiteparameetreid ainult kaudselt mõjutada. Tehniliselt tagavad toimimise multifunktsionaalsed jaamad ja robotseadmetega platvormid. Kõrgelt spetsialiseerunud kaasaegsetes tootmisseadmetes kaitsegaasi automaatseks keevitamisekskasutatakse nn traktorit, mille konstruktsioon näeb ette kõik vajalikud funktsionaalsed sõlmed. See on mobiilne masin, mis liigub keevitusprotsessi ajal mööda õmbluse moodustamise joont ja juhib samal ajal kaitsesegu keevitustsooni. Selliste moodulite kohustuslik komponent on juhtplokk, mis sisaldab algselt algoritmide komplekti koos toimingutega iga täitevorgani jaoks.

Järeldus

Keevisvanni hapniku eest kaitsmise meetodite kasutamine võimaldab kui mitte täielikult kõrvaldada, siis minimeerida õmbluse moodustumise iseloomulikke defekte. See kehtib läbitungimise puudumise, pragude, põletuste, longuse ja muude defektide kohta, mis võivad tekkida tooriku sulapinna kokkupuutel vaba õhuga. Kaitsegaasides keevitamise eelised räbusti kasutamise tehnika ees hõlmavad vajaduse puudumist eemaldada tööpiirkonnas muda. Samal ajal säilivad protsessi muud positiivsed omadused, näiteks moodustunud ühendi kvaliteedi visuaalse jälgimise võimalus. Kui me räägime meetodi puudustest, siis selle negatiivseteks teguriteks on kaare soojus- ja valguskiirgus, mis nõuab keevitaja individuaalseks kaitseks erimeetmete võtmist.