Hitsaus suojakaasussa: toimintatavat, tekniikka, sovellus, GOST

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Metallityökappaleiden hitsaustoimintojen toteuttamistekniikat mahdollistavat prosessin korkean organisoinnin turvallisuuden, ergonomian ja toiminnallisuuden kann alta. Tästä on osoituksena puoliautomaattisten ja robottilaitteiden leviäminen osien lämpöliitoksen tärkeimpien teknisten vaiheiden suorittamiseen. Samalla kasvavat myös saumojen laatuvaatimukset. Tässä suunnassa suurin menestys voidaan saavuttaa hitsaamalla suojakaasuun, mikä mahdollistaa työskentelyalueen eristämisen ilmakehän negatiivisilta vaikutuksilta.

Teknologian ydin

Hitsausprosessi suojakaasuympäristössä on johdannainen useiden metalleihin kohdistuvien lämpövaikutusmenetelmien yhdistelmästä ja mahdollisuudesta yhdistää työkappaleet rakenteellisesti. Ensinnäkin tämä menetelmä perustuu kaarihitsausmenetelmään, joka itsessään tarjoaa optimaalisen hallinnan rakenteisten kohdeosien elektrodeille ja pinnoille. Tässä muodossa käyttäjä voi käyttää mitä tahansa tilaapaikoissa liikkuvilla ja kompakteilla laitteilla. Kaikki tämä koskee työtapahtuman organisatorista ergonomiaa, ja suojakaasussa hitsauksen sähkökemiallisten prosessien ydin paljastuu toimintaympäristön erityispiirteissä. Aluksi on korostettava, että on tärkeää suojata hitsausallas ilmakehän ilman negatiivisilta vaikutuksilta. Aihiosulan suora kosketus hapen kanssa johtaa kuonan muodostumiseen pinnalle, pinnoitteen hapettumiseen ja metallirakenteen hallitsemattomaan lejeeroitumiseen. Vastaavasti tällaisten vaikutusten poissulkemiseksi käytetään erityisiä eristeitä - pinnoitteita, bulkkimateriaaleja, kuten juoksutetta ja kaasua, jotka viedään työalueelle erityisillä laitteilla. Viimeinen suojausmenetelmä määrittää tarkasteltavan hitsausmenetelmän ominaisuudet.

Yleiset hitsauksen säännöt GOST 14771-76:n mukaan

Määritellyn GOST:n mukaan tällä hitsausmenetelmällä voidaan tehdä yksi- ja kaksipuolisia saumoja pusku-, kulma-, tee- ja limityssaumoilla. Mitä tulee prosessin pääparametreihin, ne sisältävät seuraavat:

• Osien paksuus - 0,5-120 mm.
• Sallittu virhe hitsattaessa osia, joiden paksuus on 12 mm - 2 - 5 mm.
• Saumapinnan k altevuus on sallittu vain, jos varmistetaan sujuva siirtyminen työkappaleesta toiseen.
• Hitsattaessa osia, joiden paksuusero on merkittävä, tehdään viiste alustavasti suunnassa isommasta työkappaleesta pieneen.
• Pilehitsien koveruus ja kuperuusGOST 14771-76:n toleranssit eivät saa olla enempää kuin 30 % muodostettavan kulman haarasta, mutta samaan aikaan 3 mm:n sisällä.
• Reunojen sallitun siirtymän määrä ennen hitsausta toisiinsa nähden riippuu osien paksuudesta. Esimerkiksi korkeintaan 4 mm paksujen elementtien kohdalla tämä luku on noin 0,8-1 mm, ja jos puhumme 100 mm:n aihioista, niin siirtymäetäisyyden tulee mahtua 6 mm:iin.

Käytetyt hitsauskaasut

Hitsauksen kann alta kaikki kaasumaiset väliaineet jaetaan inertteihin ja aktiivisiin. Koska kaasuseoksen päätehtävä on eristävä toiminto, arvokkaimmat ovat väliaineet, jotka eivät vaikuta käsiteltävään metalliin. Tällaisia seoksia ovat inertit monoatomiset aineet, kuten helium ja argon. Vaikka GOST:n mukaan hitsaus suojakaasuissa on suoritettava hiilidioksidiympäristössä, ja yhdistelmät happiseosten kanssa ovat myös sallittuja. Mitä tulee aktiivisiin kaasuihin, ne voivat vaikuttaa metalliin sekä sulassa että kiinteässä tilassa. Kaasujen esiintymistä metallin molekyylirakenteessa pidetään yleensä ei-toivottavana, mutta poikkeuksiakin on tällaisten yhdistelmien erityispiirteiden vuoksi eri olosuhteissa.

Kaasuympäristön metalliin kohdistuvan vaikutuksen luonne

Välittömästi kannattaa korostaa kaasun kielteisiä vaikutuksia työkappaleiden kaarihitsauksen aikana. Jäähdytyksen ja voimakkaan kuumennuksen aikana molekyylirakenteeseen liuenneet kaasuaineet voivat aiheuttaa huokosten muodostumista, mikä loogisesti pienentäätuotteen lujuusominaisuudet. Toisa alta vety- ja happiatomit voivat olla hyödyllisiä tulevissa dopingoperaatioissa. Eikä tässä puhutakaan aktiivisen suojakaasun hyödyllisyydestä hitsattaessa austeniittisia metalliseoksia ja teräksiä, joita on vaikea sulattaa, jos käytetään inerttejä eristeseoksia. Tästä johtuen tekniikkojen ongelmana ei pikemminkin ole oikean kaasuseoksen valitseminen, vaan sellaisten olosuhteiden luominen, jotka voisivat minimoida aktiivisen kaasun haitalliset vaikutukset hitsisulaan ja samalla säilyttää liukoisuuden positiiviset vaikutukset.

Hitsausprosessitekniikka

Työkappaleeseen ja elektrodiin syötetään sähkövirtalähde, jota käytetään myöhemmin hitsauskaaren luomiseen ja ylläpitoon. Valokaarin syttymishetkestä lähtien käyttäjän on säilytettävä optimaalinen etäisyys elektrodin ja muodostuneen hitsisulan välillä ottaen huomioon lämpötilan osoittimet ja lämpövaikutusten peittämä alue. Samanaikaisesti kaasua syötetään työalueelle polttimella yhdistetystä sylinteristä. Kaasueristys muodostetaan kaaren ympärille. Sauman muodostumisen intensiteetti riippuu reunojen sijainnin konfiguraatiosta ja tuotteiden paksuudesta. Pääsääntöisesti perusmetallin osuus hitsausrakenteessa, joka muodostuu hitsattaessa suojakaasussa, on 15-35 %. Työalueen syvyys voi tässä tapauksessa olla 7 mm ja sen pituuden ja leveyden indikaattorit 10 - 30 mm.

Kaasuhitsauslaitteet

Laitteet sellaisilletoimintojen tyyppi riippuu hitsaustuotannon muodoista ja muodosta. Tekninen perusta muodostuu suoraan puoliautomaattisista laitteista, ripustetuista hitsauspäistä, virtalähteistä, tasasuuntaajista ja monimutkaisista automaattimoduuleista, joissa on elektrodipidikkeet, jotka säästävät käyttäjää maksimaalisesti tyypillisistä manipulaatioista. Painopiste on nykyään mekaanisessa hitsauksessa suojakaasussa, jonka infrastruktuurin muodostavat myös kaasujohto, polttimet, laitteet laitteiden kätevään sijoittamiseen eri asentoihin jne. Suurilla teollisuudenaloilla järjestetään erikoistoimia, joissa on tarvittava tekninen joukko hitsauslaitteet. Sitä vastoin optimoitu muoto tällaisten tehtävien suorittamiseen kotona edellyttää vain kompaktin vaihtosuuntaajan käyttöä muuntimilla ja kaasupulloa virtauksensäätölaitteilla.

Lisävarusteet

Tekniset lisävälineet ja -laitteet suorittavat pääasiassa päälaitteiden välistä tiedonsiirtoa ja mahdollistavat myös sivutehtävien ratkaisemisen, jotka eivät liity suoraan hitsaukseen. Näitä laitteita ovat:

• Kaasusylinteriinfrastruktuuri, joka sisältää käämit, vähennysventtiilit, lämmittimet, kotelon jne.
• Puhdistustyökalu ja erottimet, jotka on suunniteltu poistamaan palamistuotteita työalueelta. Tämä pätee erityisesti hitsaustoimenpiteisiin suojakaasuissa, joissa on kulumaton elektrodi, jonka sula ei sisälly suoraan tuotteen rakenteeseen. Sekä leikkauksen aikana että sen jälkeenSaumojen hionta saattaa olla tarpeen.
• Kuivausrumpu. Poistaa ja säätelee hiilidioksidin sisältämää kosteutta. Eräänlainen kuivausaine, joka toimii korkeissa tai matalissa paineissa.
• Suodatuslaitteet. Puhdistaa kaasuvirrat ei-toivotuista kiinteistä aineista ja varmistaa myös puhtaan hitsin.
• Mittauslaitteet. Tyypillisesti painemittareita käytetään seuraamaan samojen paine- ja kaasuvirtausmittarien osoittimia.

Hitsaustavat ja niiden parametrit

Lähestymistavat hitsausprosessin organisointiin vaihtelevat tässä tapauksessa useiden kriteerien mukaan, minkä ansiosta voimme lopulta puhua eri toimintatapojen jakamisesta. Esimerkiksi menetelmät vaihtelevat tehtävän teknisen suorittamisen periaatteen mukaan - manuaalinen, puoliautomaattinen ja automaattinen. Suojakaasujen hitsausmuotojen yksityiskohtaisemmassa laskennassa otetaan huomioon seuraavat parametrit:

• Virta - vaihteluväli 30 - 550 A. Yleensä tyypilliset toiminnot vaativat 80-120 A lähteiden kytkemisen.
• Elektrodin paksuus - 4-12 mm.
• Jännite - keskimäärin 20-100 W.
• Hitsausnopeus - 30 - 60 m/h.
• Kaasuseoksen kulutus - 7-12 l/min.

Omien osoittimien valinta riippuu pitkälti metallityypistä, työkappaleen paksuudesta, käyttöolosuhteista ja muodostuvan liitoksen vaatimuksista.

Manuaalinen hitsaus

Avainrooli prosessissa on käyttäjän taidolla ja elektrodin ominaisuuksilla. Melkein kaikki hitsaajatpitää prosessin hallinnassaan suuntaamalla kaaren suhteessa työpintaan ja tarkkailemalla sylinteristä tulevan kaasuseoksen syötön parametreja. Suorituskyvyn kann alta etusijalle tulevat tiheys ja virran voimakkuus sekä hitsausreitin pituus. Manuaalisessa suojakaasuhitsauksessa suoritetaan useimmiten useita läpilaskuja, etenkin jos työstetään paksua työkappaletta. Muissa tapauksissa kulkujen määrän kasvu liittyy tarpeeseen korjata hitsaus, muuttaa sen pituutta ja pinnoitteen ominaisuuksia.

Puoliautomaattinen hitsaus

Tällä hetkellä tämä on suosituin hitsausmenetelmä suojaympäristössä. Suurin ero tämän menetelmän ja manuaalisen välillä on tasasuuntaajilla varustettujen mekanisointielementtien läsnäolo ja mahdollisuus automaattiseen langansyöttöön erityisestä kelasta. Puoliautomaattisessa suojakaasuhitsauksessa käyttäjän ei tarvitse keskeyttää kulutusosien vaihtoa, mutta kaaren vuorovaikutustekniikka työkappaleen pinnan kanssa on silti käyttäjän päätettävissä. Käyttäjä valvoo hitsausliitoksen muodostusprosessia, korjaa nykyiset parametrit, muuttaa k altevuuskulmaa jne.

Automaattinen hitsaus

Täysin mekanisoitu hitsausprosessi, jossa käyttäjä voi vain epäsuorasti vaikuttaa kulutusosien, kaasuseoksen ja jauhevirtauksen syöttöparametreihin. Teknisesti toiminnan takaavat monitoimiasemilla ja robottilaitteilla varustetut alustat. Pitkälle erikoistuneissa nykyaikaisissa tuotantolaitoksissa suojakaasun automaattiseen hitsaukseenkäytetään niin kutsuttua traktoria, jonka suunnittelussa on kaikki tarvittavat toiminnalliset yksiköt. Tämä on liikkuva kone, joka liikkuu hitsauksen aikana sauman muodostuslinjaa pitkin ja samalla ohjaa suojaseoksen hitsausalueelle. Tällaisten moduulien pakollinen komponentti on ohjausyksikkö, joka sisältää aluksi joukon algoritmeja toimineen jokaiselle toimeenpanevalle elimelle.

Johtopäätös

Menetelmien käyttö hitsisulan suojaamiseksi hapelta mahdollistaa sauman muodostumiseen liittyvien tyypillisten vikojen ellei kokonaan eliminoinnin, niin minimoinnin. Tämä koskee tunkeutumisen puutetta, halkeamia, palovammoja, painumista ja muita vikoja, joita voi ilmetä työkappaleen sulan pinnan kosketuksesta ulkoilmaan. Suojakaasujen hitsauksen etuja juoksutteen käyttötekniikkaan verrattuna ovat se, ettei työskentelyalueelta tarvitse poistaa lietettä. Samalla säilytetään muut prosessin positiiviset ominaisuudet, kuten mahdollisuus visuaalisesti tarkkailla muodostuneen yhdisteen laatua. Jos puhumme menetelmän puutteista, niin sen negatiivisia tekijöitä ovat valokaaren lämpö- ja valosäteily, mikä vaatii erityistoimenpiteitä hitsaajan henkilökohtaista suojaamista varten.