Механизированная сварка в среде углекислого газа

Основными достоинствами способа сварки в углекислом газе являются:

1) высокая производительность сварки, которая достигается вследствие хорошего использования тепла сварочной дуги;

2) высокое качество сварных швов;

3) возможность сварки в различных пространственных положениях;

4) низкая стоимость защитного газа;

5) возможность сварки на весу без подкладки;

6) требуется менее квалифицированный персонал по сравнению с ручной сваркой.

Производительность сварки в углекислом газе в 2-4 раза выше, чем при ручной сварке покрытыми электродами.

Стоимость наплавки 1 кг металла при сварке в углекислом газе в 2-2,5 раза меньше, чем при ручной сварке.

Перенос металла и горение дуги в атмосфере углекислого га­за отличается особенностями. Дуга в углекислом газе характеризуется интенсивным свечением и погружением ее в жидкий металл ванны. Столб дуги сжат вследствие охлаждения окружающего его слоев газа благодаря интенсивному отводу тепла, расходуемому на диссоциацию и ионизацию молекул газа. Дуга в атмосфере углекислого газа горит ус­тойчиво, но менее стабильно, чем в атмосфере аргона. Большая устойчивость дуги в углекислом газе и меньшее разбрызгивание, а также мелкокапельный перенос металла достигается при сварке постоянным током и плотностях тока 100 – 300 А/мм².

Принцип работы оборудования для механизированной дуговой сварки основан на применении устройства, производящего подачу электродов по мере сгорания и обеспечивающего устойчивое горение дуги. Вместо отдельных коротких электродов, применяемых в процессе ручной сварки, при механизированной сварке используется электродная проволока большой длины, в мотках или бухтах, сматываемая электродвигателем установки и подаваемая в зону дуги по мере её плавления.

Проволока подаётся через передаточный механизм и ведущие ролики и через правильный механизм, устраняющий кривизну и придающий сматываемой с бухты проволоке прямолинейность. Проволока по шлангу поступает в сварочную горелку. По шлангу одновременно с проволокой проходит защитный газ.

Основные параметры режимов механизированной сварки в среде CO2

Для сварки низкоуглеродистых сталей режим сварки подбирают, исходя из получения нормального (оптимального) формирования сварного шва, то есть получения шва с заданными размерами. При этом параметры режима сварки должны обеспечивать устойчивость процесса, необходимое проплавление свариваемого металла и оптимальную скорость сварки.

Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от конструктивных и технологических данных сварного соединения (толщины свариваемых изделий, размера сварного шва, положения сварного шва в пространстве и т. д.). Сварные швы на практике чаще всего имеют катеты (ширину валика) 2…6 мм(рис.3),

Рис. 3. Геометрические параметры угловых сварных швов: к –катеты сварного шва; а – толщина шва; р – расчётная высота шва; q – выпуклость шва.

сварку которых проводят в зависимости от диаметрами электродной проволоки. Зависимость катета шва и диаметра электродной проволоки, приведена в таблице 1. Данные, приведённые в таблице 1, определены из оптимальных режимов сварки, обеспечивающих хорошее формирование шва и высокую производительность сварки относительно соответствующего катета шва.

Напряжение дуги является основным параметром режима сварки, определяющим длину дуги и качество металла шва. Изменение напряжения и длины дуги влияют на величину разбрызгивания, наличие пор и надрезов, внешний вид и качество шва.

Напряжение сварочной дуги можно определить по формуле:

U = 8(d_э + 1,6)

В качестве источников питания при механизированной дуговой сварке используются те же источники, что и при ручной дуговой сварке штучными электродами. Отличительной особенностью является то, что данное оборудование работает при пологих (жёстких) внешних вольтамперных харак-ках (обл.2)

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА корневого слоя шва ТРУБ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЦЕССА STT

Область применения

Сварка с использованием процесса STT предназначена для односторонней механизированной сварки корневого слоя шва стыков труб проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа труб диаметром 325–1220 мм с толщинами стенок до 20 мм включительно, а также для сварки всех слоев шва стыков труб аналогичных диаметров с толщиной стенки до 8 мм включительно.

Аббревиатура STT расшифровывается как "Surface Tension Transfer" — это так называемый механизм переноса капли с помощью сил поверхностного натяжения. Он представляет собой одну из разновидностей процесса переноса короткими замыканиями, который реализуется при дуговой сварке в среде защитных газов с одним важным отличием — расплавленный металл переносится за счет сил поверхностного натяжения сварочной ванны, которая как бы втягивает в себя жидкую каплю металла с конца проволоки. Электромагнитное сжимающее давление (Пинч-эффект) дополнительно помогает капле отделиться, но не является основным механизмом переноса, как это наблюдается при обычной сварке короткими замыканиями. Этот вид переноса позволяет значительно сократить разбрызгивание и дымообразование в отличие от традиционных методов. Простота способа STT сокращает время обучения сварщиков.

Основными параметрами сварки STT являются:

скорость подачи сварочной проволоки; пиковый ток; базовый ток; длительность импульса (см. рис)

Рис. Основные параметры сварки методом STT

Изменение сварочного тока при сварке методом STT

Напряжение, требуемое дугой, автоматически устанавливается источником питания. Это приводит к тому, что количество тепла, вводимого в сварочную ванну, не зависит от скорости подачи проволоки. Это приводит к тому, что улучшаются условия контроля за формированием сварочной ванны. Этап Пинч-эффекта также автоматически контролируется источником.

Влияние различных сварочных параметров процесса STT на

форму корневого слоя шва

При заданной скорости подачи сварочной проволоки форму корневого слоя шва (наружный и обратный валик) можно независимо контролировать.

Пиковый ток управляет длиной сварочной дуги, которая влияет на форму корневого шва (рис. 7). Базовый ток регулирует общее тепловложение, которое влияет на форму обратного валика.

Рис. 7. Влияние различных сварочных параметров процесса STT на форму корневого шва