【Streszczenie】 Spawanie wolframem w gazie obojętnym jest bardzo ważną metodą spawania w nowoczesnej produkcji przemysłowej. W artykule przeanalizowano naprężenia jeziorka spawalniczego blachy ze stali nierdzewnej i odkształcenia spawalnicze cienkiej blachy, a także przedstawiono podstawowe zasady procesu spawania i praktyczne zastosowanie ręcznego spawania cienkich blach ze stali nierdzewnej w atmosferze obojętnej wolframem.
Wstęp
Wraz z ciągłym rozwojem nowoczesnego przemysłu produkcyjnego, cienkie blachy ze stali nierdzewnej są szeroko stosowane w obronności, lotnictwie, przemyśle chemicznym, elektronice i innych gałęziach przemysłu, a także wzrasta spawanie cienkich blach ze stali nierdzewnej o grubości 1-3 mm. Dlatego bardzo konieczne jest opanowanie podstaw procesu spawania cienkich blach ze stali nierdzewnej.
Spawanie wolframowe w gazie obojętnym (TIG) wykorzystuje łuk pulsacyjny, który charakteryzuje się niskim dopływem ciepła, skoncentrowanym ciepłem, małą strefą wpływu ciepła, niewielkimi odkształceniami spawania, równomiernym doprowadzeniem ciepła i lepszą kontrolą energii linii; ochronny przepływ powietrza ma działanie chłodzące podczas spawania, co może obniżyć temperaturę powierzchni roztopionego jeziorka i zwiększyć napięcie powierzchniowe roztopionego jeziorka; TIG jest łatwy w obsłudze, łatwo obserwuje stan jeziorka, gęste spoiny, dobre właściwości mechaniczne i piękne formowanie powierzchni. Obecnie metoda TIG jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu, zwłaszcza przy spawaniu cienkich blach ze stali nierdzewnej.
1. Podstawy techniczne spawania wolframowego w gazie obojętnym
1.1 Dobór spawarki wolframowej w gazie obojętnym i polaryzacji zasilania
TIG można podzielić na impulsy DC i AC. TIG impulsowy DC stosuje się głównie do spawania stali, stali miękkiej, stali żaroodpornej itp., natomiast TIG impulsowy AC stosuje się głównie do spawania metali lekkich, takich jak aluminium, magnez, miedź i jej stopy. Zarówno impulsy prądu przemiennego, jak i stałego korzystają z zasilaczy charakteryzujących się stromym spadkiem. Do spawania TIG cienkich blach ze stali nierdzewnej zwykle wykorzystuje się połączenie dodatnie prądu stałego.
1.2 Podstawy techniczne ręcznego spawania wolframem w atmosferze obojętnej
1.2.1 Zajarzanie łuku
Zajarzanie łuku ma dwie formy: zajarzenie łuku bezkontaktowego i zajarzenie łuku zwarciowego kontaktowego. Ten pierwszy nie ma kontaktu elektrody z przedmiotem obrabianym, co nadaje się zarówno do spawania prądem stałym, jak i przemiennym, natomiast drugi nadaje się tylko do spawania prądem stałym. Jeżeli do zajarzenia łuku stosowana jest metoda zwarciowa, nie należy go zajarzać bezpośrednio na spoinie, ponieważ łatwo jest uzyskać zaciskanie lub przyleganie wolframu do przedmiotu obrabianego, łuk nie może być natychmiast stabilny, a łuk jest łatwy przebić się przez materiał macierzysty. Dlatego należy zastosować płytkę startową łuku. Obok punktu początkowego łuku należy umieścić płytkę miedzianą. Najpierw należy na nim zapalić łuk, a następnie rozgrzać głowicę elektrody wolframowej do określonej temperatury przed przejściem do spawanej części. W rzeczywistej produkcji TIG często wykorzystuje rozrusznik łuku do załączenia łuku. Pod wpływem prądu o wysokiej częstotliwości lub prądu impulsowego o wysokim napięciu następuje jonizacja argonu i zajarzenie łuku.
1.2.2 Spawanie pozycjonujące
Podczas spawania pozycjonującego drut spawalniczy powinien być cieńszy niż powszechnie stosowany drut spawalniczy. Ze względu na niską temperaturę i szybkie chłodzenie podczas zgrzewania punktowego, łuk utrzymuje się przez długi czas, więc łatwo się przepala. Podczas spawania punktowego w ustalonej pozycji drut spawalniczy należy umieścić w miejscu zgrzewania punktowego, a łuk należy przesunąć na drut spawalniczy po jego ustabilizowaniu. Gdy drut spawalniczy stopi się i połączy z materiałem macierzystym po obu stronach, łuk szybko zatrzymuje się.
Sprzęt spawalniczy Xinfa charakteryzuje się wysoką jakością i niską ceną. Aby uzyskać szczegółowe informacje, odwiedź:Producenci spawania i cięcia - chińska fabryka spawania i cięcia oraz dostawcy (xinfatools.com)
1.2.3 Spawanie normalne
Gdy do spawania blachy ze stali nierdzewnej używany jest zwykły TIG, prąd jest traktowany jako mała wartość. Jednakże, gdy prąd jest mniejszy niż 20 A, łatwo wystąpić dryft łuku, a temperatura plamki katody jest bardzo wysoka, co spowoduje nagrzewanie i spalanie w obszarze spawania oraz pogorszenie warunków emisji elektronów, powodując ciągłe przeskakiwanie plamki katody , co utrudnia utrzymanie normalnego spawania. Gdy stosowany jest pulsacyjny TIG, prąd szczytowy może zapewnić stabilność łuku i dobrą kierunkowość, co ułatwia topienie materiału macierzystego i jego formowanie, a także cyklicznie zmieniać się, aby zapewnić płynny postęp procesu spawania, tak aby uzyskać spoinę z dobrą wydajnością, pięknym wyglądem i nakładającymi się stopionymi basenami.
2. Analiza spawalności blachy ze stali nierdzewnej
Właściwości fizyczne i kształt blachy ze stali nierdzewnej bezpośrednio wpływają na jakość spoiny. Blacha ze stali nierdzewnej ma małą przewodność cieplną i duży współczynnik rozszerzalności liniowej. Kiedy temperatura spawania zmienia się szybko, generowane naprężenia termiczne są duże i łatwo jest je przepalić, podciąć i odkształcić falowo. Do spawania blach ze stali nierdzewnej stosuje się głównie zgrzewanie doczołowe z płaską płytą. Na roztopiony jeziorko wpływa głównie siła łuku, ciężar roztopionego metalu jeziorka i napięcie powierzchniowe roztopionego metalu jeziorka. Gdy objętość, masa i szerokość stopionego jeziorka są stałe, głębokość jeziorka zależy od wielkości łuku. Głębokość stopionego materiału i siła łuku są powiązane z prądem spawania, a szerokość stopionego jest określana przez napięcie łuku.
Im większa objętość stopionego jeziorka, tym większe napięcie powierzchniowe. Kiedy napięcie powierzchniowe nie jest w stanie zrównoważyć siły łuku i ciężaru roztopionego metalu, spowoduje to przepalenie roztopionego jeziorka. Ponadto konstrukcja spawana będzie lokalnie podgrzewana i chłodzona podczas procesu spawania, powodując nierównomierne naprężenia i odkształcenia. Kiedy wzdłużne skracanie spoiny powoduje naprężenie na krawędzi cienkiej blachy przekraczające pewną wartość, powoduje to poważniejsze odkształcenie falowe, wpływające na jakość wyglądu przedmiotu obrabianego. Przy tej samej metodzie spawania i parametrach procesu, zastosowanie elektrod wolframowych o różnych kształtach w celu zmniejszenia ciepła dopływającego do złącza spawalniczego może rozwiązać problemy, takie jak przepalenie spoiny i deformacja przedmiotu obrabianego.
3. Zastosowanie ręcznego spawania wolframem w osłonie gazu obojętnego przy spawaniu blach ze stali nierdzewnej
3.1 Zasada spawania
Spawanie wolframem w gazie obojętnym to spawanie łukiem otwartym ze stabilnym łukiem i skoncentrowanym ciepłem. Pod ochroną gazu obojętnego (argonu) jeziorko spawalnicze jest czyste, a jakość spoiny jest dobra. Jednakże podczas spawania stali nierdzewnej, zwłaszcza austenitycznej, należy chronić tylną część spoiny, w przeciwnym razie spowoduje to poważne utlenianie, wpływające na powstawanie spoiny i wydajność spawania.
3.2 Charakterystyka spawania
Spawanie blachy ze stali nierdzewnej ma następujące cechy:
1) Przewodność cieplna blachy ze stali nierdzewnej jest słaba i łatwo ją przepalić.
2) Podczas spawania nie jest wymagany żaden drut spawalniczy, a materiał macierzysty jest bezpośrednio stopiony.
Dlatego jakość spawania blach ze stali nierdzewnej jest ściśle powiązana z takimi czynnikami, jak operatorzy, sprzęt, materiały, metody konstrukcyjne, środowisko zewnętrzne podczas spawania i wykrywanie.
W procesie spawania blachy ze stali nierdzewnej nie są wymagane materiały spawalnicze, ale wymagane jest, aby następujące materiały były stosunkowo wysokie: po pierwsze, czystość, natężenie przepływu i czas przepływu argonu, a po drugie, elektroda wolframowa.
1) Argon
Argon jest gazem obojętnym i niełatwo wchodzi w reakcję z innymi materiałami metalowymi i gazami. Ponieważ przepływ gazu ma działanie chłodzące, strefa wpływu ciepła spoiny jest niewielka, a odkształcenie spoiny jest niewielkie. Jest to najbardziej idealny gaz osłonowy do spawania łukowego w osłonie wolframowej i obojętnej. Czystość argonu musi być większa niż 99,99%. Argon stosuje się głównie w celu skutecznej ochrony stopionego jeziorka, zapobiegania erozji stopionego jeziorka i powodowania utleniania podczas spawania oraz skutecznego izolowania obszaru spoiny od powietrza, dzięki czemu obszar spoiny jest chroniony i poprawia się wydajność spawania.
2) Elektroda wolframowa
Powierzchnia elektrody wolframowej powinna być gładka, koniec musi być zaostrzony, a koncentryczność jest dobra. W ten sposób łuk o wysokiej częstotliwości jest dobry, stabilność łuku jest dobra, głębokość topienia jest głęboka, jeziorko stopionego może pozostać stabilne, spoina jest dobrze uformowana, a jakość spawania jest dobra. Jeśli powierzchnia elektrody wolframowej jest spalona lub występują na niej defekty, takie jak zanieczyszczenia, pęknięcia, dziury skurczowe itp., trudno jest zapalić łuk wysokiej częstotliwości podczas spawania, łuk jest niestabilny, łuk dryfuje, roztopiony basen jest rozproszony, powierzchnia jest rozszerzona, głębokość topienia jest mała, spoina jest słabo uformowana, a jakość spawania jest niska.
4. Wniosek
1) Spawanie łukiem wolframowym w gazie obojętnym ma dobrą stabilność, a różne kształty elektrod wolframowych mają duży wpływ na jakość spawania cienkich blach ze stali nierdzewnej.
2) Spawanie elektrodą wolframową obojętną z płaskim stożkiem może poprawić szybkość formowania dwustronnego podczas spawania jednostronnego, zmniejszyć strefę wpływu ciepła spawania, sprawić, że spoina będzie piękna i będzie miała dobre wszechstronne właściwości mechaniczne.
3) Stosowanie właściwej metody spawania może skutecznie zapobiegać wadom spawalniczym.
Czas publikacji: 21 sierpnia 2024 r
