Дополнительные материалы

1. Особенности разных материалов Как уже упоминалось, метод TIG может быть использован для сварки широкого...
2. Аустенитные стали CrNi
3. Алюминий и его сплавы
4. Медь и ее сплавы
5. Другие материалы

Особенности разных материалов

Как уже упоминалось, метод TIG может быть использован для сварки широкого спектра материалов. Некоторые из них запаяны постоянным током, а другие переменным током. Ниже вы найдете более подробную информацию об особых условиях, связанных со сваркой различных материалов.

Нелегированные и низколегированные

Эти стали могут быть объединены с использованием различных методов сварки. Однако при выборе метода сварки чаще всего принимаются во внимание соображения более низкого качества и экономические соображения. Поэтому процесс TIG для этих сталей используется реже из-за его более низкой эффективности. Исключение составляет сварка корневых слоев. В случае толщины стенок около 6 мм, часто методом сварки TIG сваривается только ребро, а остальные слои наносятся более эффективными методами. Другим исключением является сварка трубопроводов меньшего диаметра. Нет лучшего способа, чем процесс TIG. Особенностью является возможность образования пор, например, в случае нелегированных трубчатых сталей (например, P235) с низким содержанием кремния или когда эти трубы приварены ко дну котла. Алюминий с глубокими порами также может содержать поры, если сварка происходит с использованием небольшого количества дополнительного материала. Поглощение кислорода из атмосферы, которое происходит в определенной степени даже во время сварки в защитном газе, приводит к тому, что сварной материал не успокаивается, и могут быть поры из-за образования окиси углерода. Это может быть предотвращено путем использования большего количества присадочного материала с присадками из сплавов Si и Mn, благодаря чему кислород связывается таким образом, который безвреден для процесса сварки.

Аустенитные стали CrNi

Эти материалы особенно хорошо подходят для сварки ВИГ, потому что благодаря благоприятной вязкости свариваемого материала образуются тонкие ребристые, гладкие внешние швы и плоские днища. Однако из-за относительно низкой скорости сварки в процессе сварки TIG и низкой теплопроводности стали CrNi перегрев может легко произойти при небольшой толщине стенки. Тогда существует риск возникновения горячих трещин, а также меньшая коррозионная стойкость. При необходимости можно предотвратить перегрев, прервав работу, чтобы материал мог остыть или охладить сварной материал. Таким образом, также уменьшается деформация, которая в стали CrNi из-за более высокого коэффициента расширения выше, чем в случае нелегированных сталей. В случае элементов, подверженных коррозии после сварки, поверхность и швы, а также оксидные слои и обесцвечивание, оставшиеся на обеих сторонах основного материала, должны быть тщательно удалены путем чистки, струйной обработки, шлифования или окрашивания до начала использования элемента. В противном случае ускоренные процессы коррозии будут происходить под этими покрытиями. Это также относится к корневой части при сварке труб. В связи с тем, что обработка здесь затруднена, рекомендуется предотвращать окисление с помощью ребристой накладки.

Алюминий и его сплавы

При сварке алюминиевых материалов, за исключением исключений, которые будут обсуждаться позже, для сварки используется переменный ток. Это необходимо для удаления легкоплавкого оксидного слоя с элемента. Оксид алюминия (Al2O3) имеет температуру плавления около 2050 ° C. Основной материал, например чистый алюминий, плавится при 650 ° С. Алюминий быстро окисляется, поэтому даже если покрытие основного материала перед сваркой очищается щеткой или соскабливанием, на поверхности быстро образуется новый оксидный слой. Из-за высокой температуры плавления он частично плавится только под аркой. Большая часть поверхности сварного шва во время сварки постоянным током (полюс -) будет покрыта сплошным слоем оксида алюминия. Наблюдение за бассейном было бы невозможно, а использование дополнительного материала было бы затруднительным. Хотя оксидный слой можно удалить с помощью флюсов, аналогично пайке, потребуется дополнительная работа.

Во время попеременной сварки возможно разорвать и удалить оксидный слой через носитель нагрузки в дуге. В этом случае участвуют только ионы, потому что электроны не обладают достаточной кинетической энергией из-за их малой массы. Если отрицательный полюс приложен к электроду, электроны перемещаются от электрода к заготовке, а остаточные ионы от заготовки к электроду. Эффект очистки при такой полярности не может быть достигнут. Если полюса меняются местами, тяжелые ионы достигают поверхности заготовки. Их кинетическая энергия может порвать и удалить оксидный слой. Однако сварка горячим положительным полюсом приведет к низкой токонесущей способности электрода. Таким образом, этот вариант сварки TIG подходит только для сварки очень тонких алюминиевых конструкций (толщина стенок до 2,5 мм). Компромисс предлагает переменный ток. Когда положительная полуволна прилипает к электроду, возникает эффект очистки. В последующей отрицательной полуволне электрод может быть снова охлажден. Затем мы имеем дело с полуволновой очисткой и охлаждением. Пропускная способность по току в случае сварки переменного тока ниже, чем в случае сварки постоянным током на отрицательном полюсе. Однако это намного выше, чем при сварке на положительном полюсе. Оказалось, что для достижения достаточного очищающего эффекта вся положительная полуволна не требовалась, а только 20 или 30%.

Эта проблема была решена с использованием современных источников сварочного тока TIG. Они генерируют переменный ток с прямоугольной волной, возникающей из-за того, что быстродействующие переключатели (транзисторы) переключают на электроде положительный и отрицательный полюсы источника питания постоянного тока. Вы можете изменить пропорции обеих частей волны, например, с 20% плюс / 80% минус до 80% плюс / 20% минус. Меньшая доля положительной волновой части вызывает более высокую токовую нагрузку на электрод, а одинаковые настройки обеих частей волны увеличивают долговечность. В случае Источники питания с прямоугольной волной, обычно можно также контролировать частоту переменного тока, например, от 50 до 300 Гц. Увеличение частоты также позволяет сохранить электрод.

Переменный ток с прямоугольной волной, однако, имеет еще одно преимущество. Поскольку характеристики тока при изменении полярности очень крутые, время гашения дуги при прохождении через ноль намного короче, чем в случае синусоидальной характеристики. Следовательно, повторное зажигание происходит более надежно, даже без посторонней помощи, и дуга является более стабильной. Повторные зажигания, однако, вызывают более сильный гудящий звук. Современные источники сварочного тока TIG позволяют выполнять сварку как постоянным, так и переменным током с прямоугольными или синусоидальными характеристиками. Еще более новым методом является сварка TIG с электродом, подключенным к отрицательному полюсу, где используется защитный газ с высоким содержанием гелия (например, 90% He / 10% Ar). Как объяснено выше, при сварке электродом, подключенным к отрицательному полюсу, оксидный слой не может отслоиться. Однако благодаря высокой температуре дуги с высоким гелием она может быть расплавлена. Тогда это не мешает процессу сварки. Сварка ВИГ постоянным током с использованием электрода, соединенного с отрицательным полюсом с использованием гелия, благодаря лучшему плавлению, используется, в частности, для ремонтной сварки литых элементов из алюминиевых и кремниевых сплавов.

Другой характеристикой сварки алюминия является ее склонность к образованию пор в контакте с водородом. Риск этого явления намного выше, чем в случае стали. Хотя железо все еще может брать от 8 см3 водорода на 100 г сварного материала при переходе из твердого в твердое состояние, водород в почти постоянном алюминии практически нерастворим. Это означает, что весь водород, который растворился в материале во время сварки, должен покинуть его до того, как он затвердеет. В противном случае в сварном материале будут образовываться поры.

Водород во время сварки TIG в основном происходит из оксидных слоев основного материала. Они связывают влагу и поэтому должны быть удалены перед сваркой щеткой или соскабливанием. С другой стороны, дуга спокойнее, если на ее поверхности находится тонкий слой оксида, потому что он проводит электроны лучше, чем чистый металл. Следовательно, вам необходимо найти баланс между устойчивой аркой и достаточным сопротивлением образованию пор. Оказалось целесообразным тщательно очистить поверхность сварного материала от оксидов, а затем подождать еще 1-2 часа перед сваркой, чтобы снова сформировать тонкий оксидный слой. Также оксидные слои, образованные на поверхности сварочных стержней, способствуют образованию пор. Поэтому дополнительные материалы из алюминия должны храниться в хороших условиях и не слишком долго.

Медь и ее сплавы

Сварка меди затруднена в основном из-за очень высокой теплопроводности. Следовательно, в случае материалов с большей толщиной необходимо нагревать материал, по меньшей мере, в точке, где начинается сварка. Позже, эффект нагрева других частей материала сваркой произойдет, так что нагрев материала на большой поверхности необходим, только если толщина стенки превышает 5 мм. Метод TIG позволяет использовать для нагрева самой дуги. Чтобы сделать это, обведите вытянутую дугу вокруг точки, где начнется сварка, чтобы ввести правильное количество тепла. Чистая медь и многочисленные медные сплавы сварены постоянным током, а электрод соединен с отрицательным полюсом. Только некоторые бронзы, такие как латунь и бронза, должны быть сварены переменным током.

Другие материалы

В дополнение к уже обсужденным материалам, никель и его сплавы также часто свариваются с использованием метода TIG. Наиболее важными из них являются никель-хромовые сплавы (например, инконель) и никель-медные сплавы (например, монель). Кроме того, титан и титановые сплавы свариваются по методу TIG. Также для этих материалов рекомендуется использовать постоянный ток с электродом, подключенным к отрицательному полюсу. При сварке титана защитный газ должен защищать не только сами области сварного шва, но также и другие места, и, возможно, обратная сторона материала должна быть защищена защитным газом для предотвращения обесцвечивания. В противном случае сварной элемент будет хрупким из-за насыщения атмосферными газами.

Сварочные стержни TIG в магазине

Скачать руководство по сварочным аксессуарам

Похожие

Комментарии