Дуговая сварка вольфрамовым электродом

редактировать
Процесс сварки

Демонстрация сварки GTAW «TIG».

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде газа (GTAW ), также известный как вольфрамовый инертный газ (TIG ) сварка, представляет собой процесс дуговой сварки, в котором используется неплавящийся вольфрамовый электрод для получения сварного шва. Зона сварки и электрод защиты от окисления или другого атмосферного загрязнения инертным защитным газом (аргон или гелий ) и присадочный металл обычно используется, хотя некоторые сварные швы, известные как автогенные швы или сварные швы плавлением, не требуют этого. Когда используется гелий, это называется гелиевой сваркой . постоянный ток источник питания для сварки вырабатывает электрическую энергию, которая проходит через дугу через столб высокоионизированного газа и паров металлов, известный как плазма. GTAW чаще всего используется для сварки тонких профилей нержавеющая сталь и цветных металлов, таких как алюминий, магний и <150.>медные сплавы. Этот процесс предоставляет оператору больший контроль над сваркой, чем конкурирующие процессы, такие как дуговая сварка металлическим электродом в защитных оболочках и дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа, что позволяет получать более прочные и качественные сварные швы. Однако GTAW значительно сложнее и труднее в освоении, кроме того, она значительно медленнее, чем другие методы сварки. Связанный процесс, плазменная сварка, использует немного другую сварочную горелку для создания более сфокусированной сварочной дуги и, как результат, часто автоматизируется.

Содержание
  • 1 Разработка
  • 2 Эксплуатация
    • 2.1 Безопасность
    • 2.2 Применение
  • 3 Качество
  • 4 Оборудование
    • 4.1 Сварочная горелка
    • 4.2 Источник питания
    • 4.3 Электрод
    • 4.4 Защитный газ
  • 5 Материалы
    • 5.1 Алюминий и магний
    • 5.2 Стали
    • 5.3 Разнородные металлы
  • 6 Варианты процесса
    • 6.1 Импульсный ток
    • 6.2 Dabber
  • 7 Примечания
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
Развитие

После открытия короткоимпульсной электрической дуги в 1800 году Хэмфри Дэви и непрерывной электрической дуги в 1802 году Василием Петровым, дуговая сварка развивалась медленно. С. У Л. Коффина возникла идея сварки в атмосфере инертного газа в 1890 году, но даже в начале 20 века сварка цветных металлов, таких как алюминий и магний, оставалась сложной, потому что эти металлы быстро реагируют с воздухом, в результате чего пористые, швы, заполненные окалиной. Процесс использования электродов защиты покрытых флюсомов не обеспечивает удовлетворительной защиты зоны сварки от загрязнения. Для решения проблемы в начале 30-х годов прошлого века использовались баллонные инертные газы. Несколько лет спустя в авиастроении появился процесс сварки магнием постоянным током в среде защитных газов.

Рассел Мередит из Northrop Aircraft усовершенствовал этот процесс в 1941 году. Мередит назвал процесс Heliarc, потому что в нем использовалась дуга с вольфрамовым электродом и гелий в качестве защитного газа, но его часто называют сваркой вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG). Официальный термин Американского общества сварки - дуговая сварка вольфрамовым электродом в газовой среде (GTAW). Linde Air Products разработала широкий ассортимент горелок с воздушным и водяным охлаждением, газовые линзы для улучшения и другие аксессуары, которые увеличили использование процесса. Первоначально электрод быстро перегревался, и, несмотря на высокую температуру плавления вольфрама, частицы вольфрама переносились на сварной шов. Чтобы решить эту проблему, полярность, электрода была изменена с положительной на отрицательную, но это изменение сделало его непригодным для сварки многих цветных металлов. Наконец, разработка блоков переменного тока позволила стабилизировать дугу и качественные сварочные швы из алюминия и магния.

Разработка продолжалась в течение следующих десятилетий. Компания Linde разработала горелки с водяным охлаждением, что помогло предотвратить перегрев при сварке на больших токах. В течение 1950-х годов, когда процесс продолжал набирать популярность, некоторые пользователи обратились к двуокиси углерода в качестве альтернативы более дорогостоящей сварочной атмосфере, состоящей из аргона и гелия, но это оказалось неприемлемым для сварка алюминия и магния, потому что это снижает качество сварки, поэтому сегодня она редко используется с GTAW. Использование любого защитного газа, такое как диоксид углерода, быстро загрязняет вольфрамовый электрод, что делает его непригодным для процесса TIG. В 1953 году был разработан новый процесс на основе GTAW, названной плазменной сваркой. Он обеспечивает больший контроль и улучшает качество сварки за счет использования электрической дуги, но в степени ограничивается автоматизированными системами, как GTAW остается в основном ручным, ручным методом. Разработка в рамках процесса GTAW также продолжалась, и сегодня существует ряд вариаций. Среди наиболее популярных - импульсный ток, ручное программирование, горячая проволока, даббер и методы GTAW с увеличенным проплавлением.

Эксплуатация
зона сварки GTAW

Ручная газовая сварка вольфрамовой дугой является сложной сложной обработкой. метод сварки, в связи с необходимой системой сварщика. Подобно сварке горелкой, GTAW обычно требует двух рук, поскольку в большинстве случаев сварщик должен вручную подавать присадочный металл в область сварного шва одной рукой, а другой манипулировать сварочной горелкой. Также важно поддерживать короткую длину дуги и одновременно обеспечивает контакт между электродом и заготовкой.

Для зажигания сварочной дуги используется высокочастотный генератор (аналогичный катушке Тесла ). электрическая искра. Эта искра является проводящим путем для сварочного тока через защитный газ и позволяет зажигать дугу, когда электрод и деталь разделены, как правило, на расстоянии 1,5–3 мм (0,06–0,12 дюйма) друг от друга.

После зажигания дуги сварщик перемещает горелку по небольшому кругу, чтобы создать сварочную ванну, размер которой зависит от размера электрода и силы тока. Поддерживая постоянное расстояние между электродом и заготовкой, оператор немного отводит резак назад и наклоняет его назад примерно на 10–15 градусов от вертикали. Присадочный металл добавляется вручную в переднюю часть сварочной ванны по мере необходимости.

Сварщики часто выполняют технику быстрого чередования между перемещением горелки вперед (для продвижения сварочной ванны) и добавлением присадочного металла. Присадочный стержень вынимается из сварочной ванны при продвижении электрода, но он всегда остается внутри газовой защиты, чтобы предотвратить окисление его поверхности и загрязнение сварного шва. Присадочные стержни, состоящие из металлов с низкой температурой плавления, такие как алюминий, требуют, чтобы оператор держался на некотором расстоянии от дуги, оставаясь внутри газовой защиты. Если поднести присадочный стержень слишком близко к дуге, он может расплавиться до того, как коснется сварочной ванны. По мере того, как предотвращается образование кратерных трещин в конце сварного шва, предотвращается образование кратерных трещин в конце сварного шва.

Безопасность

Сварщики износ защитная одежда, включая легкие и тонкие кожаные перчатки и защитные рубашки с платьями и высокими воротниками, чтобы избежать воздействия сильного ультрафиолетового света. Из-за меньшего количества дыма при GTAW свет электрической дуги не покрывается дымом и твердыми частями, как при сварке штучной сваркой или дуговой сваркой металлическим электродом, таким образом, он намного ярче, подвергается сильным ультрафиолетовому свету. Сварочная дуга имеет другой диапазон и силу длин волн УФ-излучения от солнечного света, но сварщик находится очень близко к источнику, а интенсивность света очень сильна. Возможное повреждение дуговым светом включает случайные вспышки в глаза или дуговые глаза и повреждение кожи, подобное сильному солнечному ожогу. Операторы носят непрозрачные шлемы с темными линзами для глаз и полностью закрывают голову и шею, чтобы предотвратить воздействие УФ-излучения. Современные шлемы часто имеют лицевую панель типа на жидких кристаллах, которая самозатемняется под воздействием яркого света зажженной дуги. Прозрачные сварочные завесы, обычно изготовленные из пластиковой пленки желтого или оранжевого цвета поливинилхлорид, часто используются для защиты поблизости рабочих и посторонних от воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги.

Сварщики также часто подвергаются воздействию опасных газов и твердых частиц. Несмотря на то, что процесс не производит столько дыма, все же существуют риски, связанные с дымом, для GTAW, особенно с нержавеющей сталью, совокупным хромом. Для сварщиков невероятно важно знать о рисках сварки легких металлов, а для сварщиков и работодателей - знать о респираторах и технологиях с принудительной подачей воздуха, которые можно использовать вместе со сварочным шлемом. Химическими веществами, используемыми для здоровья, являются дезинфицирующими веществами, используемыми для здоровья. Легированные металлы могут содержать, помимо хрома, большое количество мышьяка и свинца.

Кроме того, яркость дуги в GTAW может разрушать окружающий воздух с образованием озона и оксидов азота. Озон и оксиды азота вступают в реакцию с легочной тканью и влагой, вызывая ожог азотной кислотой и озоном. Уровни озона и оксида азота умеренные, необходимо контролировать продолжительность воздействия, многократное воздействие, а также качество и количество вытяжного дыма, а также изменение воздуха в помещении. Сварщики, которые не работают безопасно, могут заразиться эмфизированной и отеком легких, что может привести к преждевременной смерти. Точно так же тепло от дуги может вызвать образование ядовитых паров от чистящих и обезжиривающих материалов. Операции по очистке с использованием этих средств следует проводить рядом с местом сварки, а для защиты сварщика необходима соответствующая вентиляция.

Области применения

Хотя авиакосмическая промышленность используется одним из потребителей газа вольфрамовой дугой, этот процесс используется в других областях. Многие отрасли используют GTAW для сварки тонких заготовок, особенно цветных металлов. Он широко используется в производстве космических аппаратов, а также часто используется для сварки тонкостенных труб малого диаметра, например, используется в велосипедной промышленности. Кроме того, GTAW часто используется для выполнения корневых швов или сварных швов за первый проход трубопроводов различных размеров. При техническом обслуживании и ремонте этот процесс обычно используется для ремонта инструментов и штампов, особенно компонентов из алюминия и магния. Предлагается широкий ассортимент сварочного присадочного металла, который можно использовать непосредственно через электрическую дугу. Фактически, ни один другой процесс сварки не позволяет сваривать такое количество сплавов в таком количестве продуктов. Сплавы присадочных металлов, такие как элементарный алюминий и хром, могут быть потеряны в результате испарения электрической дуги. Эта потеря не происходит в процессе GTAW. Полученные нами сварные швы имеют такую ​​же химическую целостность, что и исходный основной металл, или более точно соответствуют стандартным металлам, сварные швы GTAW с высокой устойчивостью к коррозии и растрескиванию в течение длительных периодов времени, что делает сварку GTAW предпочтительной для таких критических случаев операции, как герметизация отработавшее ядерное топливо канистры перед захоронением.

Качество
Угловой шов GTAW

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в газовой среде, поскольку она обеспечивает больший контроль площади сварного шва, чем другие сварочные процессы, может обеспечить высокую прочность качественные сварные швы при выполнении квалифицированными специалистами. Максимальное качество сварки обеспечивается чистотой - все используемое оборудование и материалы не содержат масла, влаги, грязи и других загрязнений, поскольку они вызывают пористость сварного шва, как следствие, снижение прочности и качества сварного шва. Для удаления масла и жира можно использовать спирт или аналогичные коммерческие растворители, в том числе, как проволочная щетка из нержавеющей стали или химический процесс, удалить оксиды с поверхности металлов, таких как алюминий. Ржавчину на стали можно удалить сначала пескоструйной очисткой поверхности, а затем с помощью металлической щетки для удаления любого въевшегося песка. Эти шаги особенно важны при использовании постоянного тока отрицательной полярности, поскольку такой источник питания не обеспечивает очистку во время процесса сварки, в отличие от постоянного или переменного тока положительной полярности. Чтобы обеспечить чистоту сварочной ванны во время сварки, поток защитного газа должен быть достаточным и постоянным, чтобы газ покрывал сварной шов и блокировал загрязнение в атмосфере. GTAW при ветре или сквозняке увеличивает количество защитного газа, необходимого для защиты сварного шва, увеличивая стоимость и делая процесс непопулярным на открытом воздухе.

Уровень тепловложения также влияет на качество сварки. Низкое тепловложение, вызванное низким сварочным током или высокой скоростью сварки, может ограничить проплавление и привести к отрыву сварного шва от свариваемой поверхности. Однако при слишком большом подводе тепла ширина сварного шва увеличивается, вероятность чрезмерного проплавления и разбрызгивания увеличивается. Кроме того, если сварочная горелка находится слишком далеко от деталей, защитный газ становится неэффективным, вызывая пористость в сварном шве. В результате получается сварной шов с точечными отверстиями, который слабее, чем у обычного сварного шва.

Если большая часть используемого тока превышает возможности электрода, в сварном шве может образоваться включение вольфрама. Это явление, известное как выплевывание вольфрама, можно определить с помощью рентгенографии, и его можно предотвратить, изменив тип электрода или увеличив его диаметр. Если электрод плохо защищен газовой защитой или оператор случайно ему позволяет контактировать с расплавленным металлом, он может стать грязным или загрязненным. Это часто приводит к тому, что сварочная дуга становится нестабильной, что требует шлифовки электрода с помощью алмазного абразива для удаления примесей.

Оборудование
Горелка GTAW с различными электродами, чашками, цангами и диффузорами газа Горелка GTAW в разобранном виде

Оборудование, необходимое для дуговой сварки газом вольфрамовым электродом, включая сварочную горелку с неплавящимся вольфрамовым электродом., источник постоянного тока для сварки и источник защитного газа.

Сварочная горелка

Сварочные горелки GTAW предназначены для автоматического или ручного управления системами охлаждения с использованием воздуха или воды. Автоматические и ручные резаки похожи по конструкции, но ручной резак имеет ручку, автоматический резак обычно поставляется с монтажной стойкой. Угол между средней линией рукоятки и средней линией вольфрамового электрода, известный как угол наклона головки, на некоторых ручных горелках может быть изменен в соответствии с предпочтениями оператора. Системы воздушного охлаждения чаще всего используются для слаботочных операций (примерно до 200 A ), тогда как водяное охлаждение требуется для сильноточной сварки (примерно до 600 A). Горелки подключаются кабелями к источнику питания и шлангами к источнику защитного газа и, если используется, к водопроводу.

Внутренние металлические части горелки изготовлены из твердых сплавов меди или латунь, поэтому она может поставлять ток и тепло. Вольфрамовый электрод должен прочно удерживаться в центре горелки с помощью цанги подходящего размера, а отверстия вокруг электрода обеспечивают постоянный поток защитного газа. Размер цанговых патронов зависит от диаметра вольфрамового электрода, который они удерживают. Корпус горелки изготовлен из термостойкого изоляционного пластика, покрывающего металлические детали, обеспечивающего изоляцию от тепла и электричества для защиты сварщика.

Размер сопла сварочной горелки зависит от площади экранированной площади желанный. Размер газового сопла зависит от диаметра электрода, конфигурации стыка и доступности доступа сварщика к стыку. Внутренний диаметр сопла предпочтительно как минимум в три раза больше диаметра электрода, но жестких правил здесь нет. Сварщик оценивает эффективность защиты и увеличивает размер сопла для увеличения площади, защищаемой внешней газовой защитой, по мере необходимости. Сопло должно быть термостойким и, следовательно, обычно изготавливается из оксида алюминия или керамического материала, но плавленый кварц, стекло высокой чистоты, обеспечивает лучшую видимость. В сопло могут быть вставлены устройства для специальных применений, таких как газовые линзы или клапаны, для улучшения управления потоком защитного газа для уменьшения турбулентности и попадания загрязненной атмосферы в защищенную зону. Ручные переключатели для управления сварочным током могут быть добавлены к ручным горелкам GTAW.

Источник питания

При сварке газовой вольфрамовой дугой используется источник постоянного тока, что означает, что ток (и, следовательно, тепловой поток ) остается относительно постоянным, даже если расстояние дуги и напряжение изменяются. Это важно, потому что большинство применений GTAW являются ручными или полуавтоматическими, поэтому резак должен держать оператор. Если вместо него используется источник постоянного напряжения, трудно поддерживать достаточно стабильное расстояние дуги, так как это может вызвать резкие колебания температуры и затруднить сварку.

Источник питания GTAW

Предпочтительная полярность системы GTAW в значительной степени зависит от тип свариваемого металла. Постоянный ток с отрицательно заряженным электродом (DCEN) часто используется при сварке сталей, никеля, титана и других металлов. Его также можно использовать в автоматической GTAW для алюминия или магния, когда гелий используется в качестве защитного газа. Отрицательно заряженный электрод генерирует тепло, испуская электроны, которые проходят через дугу, вызывая термическую ионизацию защитного газа и повышая температуру основного материала. Ионизированный защитный газ течет к электроду, а не к основному материалу, и это может привести к образованию оксидов на поверхности сварного шва. Постоянный ток с положительно заряженным электродом (DCEP) встречается реже и используется в основном для неглубоких сварных швов, поскольку в основном материале генерируется меньше тепла. Вместо того, чтобы течь от электрода к основному материалу, как в DCEN, электроны идут в другом направлении, заставляя электрод нагреваться до очень высоких температур. Чтобы помочь ему сохранить форму и предотвратить размягчение, часто используется электрод большего размера. Когда электроны движутся к электроду, ионизированный защитный газ течет обратно к основному материалу, очищая сварной шов путем удаления оксидов и других примесей и тем самым улучшая его качество и внешний вид.

Переменный ток, обычно используемый при сварке алюминия и магний вручную или полуавтоматически объединяет два постоянных тока, заставляя электрод и основной материал чередоватьположительный и отрицательный заряд. Это заставляет поток электронов постоянно менять направление, предотвращает перегрев вольфрамового электрода, сохраняет тепло в основном материале. Поверхностные оксиды все еще удаляются во время положительной электродной части цикла, а металл основной нагревается более во время отрицательной электродной части цикла. Некоторые источники питания позволяют использовать несимметричное волну переменного тока. Кроме того, операторы должны опасаться выпрямления, при котором дуга не зажигается повторно при переходе от прямой полярности (отрицательный электрод) к обратной полярности (положительный электрод). Чтобы решить эту проблему, можно использовать источник питания прямоугольной формы, а также высокочастотный источник питания для обеспечения стабильности дуги.

Электрод

ISO. КлассISO. ЦветAWS. КлассAWS. ЦветСплав
WPЗеленыйEWPЗеленыйНет
WC20СерыйEWCe-2Оранжевый~ 2% CeO 2
WL10ЧерныйEWLa-1Черный~ 1% La2O3
WL15ЗолотоEWLa-1,5Золото~ 1,5% La 2O3
WL20Небесно-голубойEWLa-2Синий~ 2% La 2O3
WT10ЖелтыйEWTh-1Желтый~ 1% ThO 2
WT20КрасныйEWTh-2Красный~ 2% ThO 2
WT30Фиолетовый~ 3% ThO 2
WT40Оранжевый~ 4% ThO 2
WY20Синий~ 2% Y2O3
WZ3КоричневыйEWZr-1Коричневый~ 0,3% ZrO2
WZ8Белый~ 0,8% ZrO 2

Электрод, использованный в GTAW, изготовлен из вольфрама. en или вольфрамовый сплав, потому что у вольфрама самая высокая температура плавления среди чистых металлов - 3422 ° C (6192 ° F). В результате электрод не расходуется во время сварки, хотя может произойти некоторая эрозия (называемая выгоранием). Электроды могут иметь либо чистую поверхность, либо шлифованную поверхность - электроды с чистой обработкой прошли химическую очистку, а шлифованные электроды шлифованы до однородного размера и имеют полированную поверхность, что делает их оптимальными для теплопроводности. Диаметр электродов может изменяться от 0,5 до 6,4 миллиметра (от 0,02 до 0,25 дюйма), а их длина - от 75 до 610 миллиметров (от 3,0 до 24,0 дюйма).

Ряд вольфрамовых сплавов были стандартизированы Международной организацией по стандартизации и Американским сварочным обществом в ISO 6848 и AWS A5.12, соответственно, для использования в электродах GTAW и резюмированы в соседней таблице.

  • Электроды из чистого вольфрама (классифицируются как WP или EWP) - это электроды общего назначения и недорогие. У них плохая термостойкость и электронная эмиссия. Они находят ограниченное применение при сварке переменным током, например, магний и алюминий.
  • Электроды из сплава оксида тория (или тория ) обеспечивают отличные характеристики дуги и зажигания, что делает их популярными электродами общего назначения. Тем не менее, торий в некоторой степени радиоактивен, поэтому вдыхание паров и пыли представляет опасность для здоровья, утилизация - опасность для окружающей среды.
  • Оксид церия (или церий ) в качестве легирующего элемента улучшает стабильность дуги и легкость зажигания, уменьшая при этом выгорание. Добавление церия не так эффективно, как торий, но работает хорошо, а церий не является радиоактивным.
  • Сплав оксида лантана (или лантана ) имеет тот же эффект, что и церий, а также является радиоактивным.
  • Электроды службы, содержащие оксид циркония (или ди циркония ), увеличивают токоподъемность, улучшают стабильность дуги и зажигание, а также увеличивают срок электрода.

Присадочные металлы также используются почти во всех областях применения GTAW, за исключением сварки тонких материалов. Присадочные материалы доступны с разным диаметром и изготавливаются из различных материалов. В большинстве случаев присадочный металл в виде стержня добавляется в сварочную ванну вручную, но в некоторых случаях требуется автоматическая подача присадочного металла, который часто хранится в катушках или бухтах.

Защитный газ

Настройка системы GTAW

Как и в случае других сварочных процессов, таких как газовая дуговая сварка, защитные газы необходимы при GTAW для защиты зоны сварки от атмосферных газов, таких как азот и кислород, которые могут вызвать дефекты плавления, пористость и металл шва охрупчивание, если они вступают в контакт с электродом, дугой или сварочным металлом. Газ также передает тепло от вольфрамового электрода к металлу, что помогает зажигать и поддерживать стабильную дугу.

Выбор защитного газа зависит от нескольких факторов, в том числе от типа свариваемого материала, конструкции соединения и желаемый внешний вид окончательного сварного шва. Аргон - часто используемый защитный газ для GTAW, предотвращает дефекты из-за длины дуги. При использовании переменного тока защита аргоном обеспечивает высокое качество сварки и хороший внешний вид. Другой распространенный защитный газ, гелий, чаще всего используется для увеличения проплавления сварного шва в стыке, для увеличения скорости сварки и для сварки металлов с высокой теплопроводностью, таких как медь и алюминий. Существенным недостатком является сложность зажигания дуги газообразным гелием и снижение качества сварки, связанное с изменяющейся длиной дуги.

Смеси аргона и гелия также часто используются при GTAW, поскольку они могут улучшить контроль над сваркой. подвод тепла при сохранении использования аргона. Обычно смеси состоят в основном из гелия (часто около 75% или выше) и остального аргона. Эти смеси увеличивают скорость и качество сварки алюминия переменным током, а также облегчают зажигание дуги. Другая смесь защитного газа, аргон - водород, используется при механизированной сварке легкой нержавеющей стали, но, поскольку водород может вызывать пористость, его использование ограничено. Точно так же к аргону иногда можно добавлять азот, чтобы помочь стабилизировать аустенит в аустенитных нержавеющих сталях и увеличить проплавление при сварке меди. Однако из-за проблем с пористостью ферритных сталей и ограниченным преимуществом он является популярной добавкой для защитного газа.

Материалы

Дуговая сварка вольфрамовым электродом наиболее часто используется для сварки стали и цветных металлов., такие как алюминий и магний, но его можно применять практически ко всем металлам, за исключением цинка и его сплавов. Его применение, связанное с металлическими сталями, ограничено не из-за технологических ограничений, а из-за наличия более экономичных методов сварки стали, таких как газовая дуговая сварка металлическим электродом и дуговая сварка в среде защитного металла. Кроме того, GTAW может работать в различных положениях, отличных от плоских, в зависимости от навыков сварщика и свариваемых материалов.

Алюминий и магний

Сварка TIG, демонстрирующая усиленное травление на переменном токе зоне Увеличенный вид сварного шва алюминия TIG Зона травления переменным током

Алюминий и магний чаще всего сваривают с использованием переменного тока, но также возможно использование постоянного тока, в зависимости от желаемых свойств. Перед сваркой рабочая зона должна быть очищена до 175-200 ° C (347-392 ° F) для алюминия или максимум до 150 ° C (302 ° F) для толстых магниевых заготовок для улучшения проплавления и увеличения Скорость путешествия. Переменный ток может обеспечить эффект самоочистки, удаляя тонкий тугоплавкий слой оксида алюминия (сапфир ), который образует на металлическом алюминии в течение нескольких минут после воздействия воздуха. Для начала сварки этот оксидный слой необходимо удалить. Когда используется переменный ток, электроды из чистого вольфрама или циркониевые вольфрамовые электроды предпочтительнее торированных электродов, поскольку последние с большей вероятностью «выплевывают» частицы электрода через сварочную дугу в сварной шов. Предпочтительны тупые наконечники электродов, а для тонких деталей следует использовать чистый аргон. Введение гелия обеспечивает большее проникновение в более толстые детали, но может затруднить зажигание дуги.

Постоянный ток любой полярности, положительной или отрицательной, также может быть для сварки алюминия и магния. Постоянный ток с отрицательно заряженным электродом (DCEN) обеспечивает высокое проникновение. Аргон обычно используется в качестве защитного газа при сварке алюминия методом DCEN. Защитные газы с высоким содержанием гелия часто используются для лучшего проникновения в более толстые материалы. Торированные электроды подходят для сварки алюминия методом DCEN. Постоянный ток с положительно заряженным электродом (DCEP) используется в основном для неглубоких сварных швов, особенно с толщиной шва менее 1,6 мм (0,063 дюйма). Обычно используется торированный вольфрамовый электрод вместе с чистым аргоном в качестве защитного газа.

Стали

Для GTAW из углеродистой и нержавеющей стали выбор присадочного материала важно предотвратить чрезмерную пористость. Окислы с присадочного материала и деталей должны быть удалены перед сваркой, чтобы предотвратить загрязнение, непосредственно перед сваркой следует использовать спирт или ацетон для очистки поверхности. Предварительный нагрев, чтобы замедлить процесс охлаждения и предотвратить образование мартенсита в термического влияния, может потребоваться предварительный нагрев, чтобы замедлить процесс охлаждения и предотвратить образование. Инструмент также должна быть сталь нагрета, чтобы предотвратить растрескивание в термическом влиянии. Аустенитные нержавеющие стали не требует предварительной заявки, в отличие от мартенситных и ферритно-хромистых нержавеющих сталей. Обычно используется источник питания DCEN, и рекомендуются торированные электроды, заостренные к острию. Для изготовления тонких деталей используется чистый аргон, но по мере увеличения толщины.

Разные металлы

Сварка разнородных металлов новые трудности для сварки GTAW, потому что большинство материалов не легко плавятся. образуют прочную связь. Однако сварные швы из разнородных материалов находят множество применений при производстве, ремонте и предотвращении коррозии и окисления. В некоторых соединениях для соединения образования выбирается подходящий присадочный металл, и этот присадочный металл может быть таким же, как один из основных материалов (например, при использовании присадочного металла из нержавеющей стали с нержавеющей сталью и углеродистой сталью в основных материалах) или другой металл (например, использование никелевого присадочного металла для соединения стали и чугуна ). Очень разные материалы могут быть покрыты или «смазаны маслом», соответствовать с конкретным присадочным металлом, а затем свариваться. Кроме того, GTAW можно использовать для облицовки или перекрытия разнородных материалов.

При сварке разнородных металлов соединение должно иметь точную посадку с размерами зазора и углами скоса. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать чрезмерного плавления основного материала. Импульсный ток особенно полезен для этих приложений, поскольку помогает ограничить подвод тепла. Присадочный металл, предотвращает образование большой сварочной ванны, предотвращает образование основных материалов.

Варианты процесса

Импульсный ток

В импульсном режиме -токовый режим, сварочный ток быстро меняется между двумя уровнями. Состояние более высокого тока известно как импульсный ток, а уровень более низкого тока называется фоновым током. В период действия импульсного тока область сварного шва нагревается и происходит плавление. После снижения до фонового тока области сварного шва дают остыть и затвердеть. GTAW на импульсном токе имеет ряд преимуществ, включая меньшее тепловложение и, как следствие, уменьшение деформации и коробления тонких деталей. Кроме того, он позволяет лучше контролировать сварочную ванну и может проплавление, скорость и качество сварки. Аналогичный метод, запрограммированный вручную GTAW, позволяет оператору программировать определенную скорость и величину колебаний тока, что делает его полезным для специализированных приложений.

Dabber

dabber вариация используется для точного размещения металла шва на тонких кромках. Автоматический процесс повторяет движения ручной сварки, подавая холодную или горячую присадочную проволоку в зону сварки и погружая (или раскачивая) ее в сварочную дугу. Его можно использовать в сочетании с импульсным током и для сварки различных сплавов, включая титан, никель и инструментальные стали. Общие применения включают восстановление уплотнений в реактивных двигателях и сборку пильных полотен, фрез, сверл и лезвий косилок.

Примечания
Список литературы
  • Американское сварочное общество (2004 г.). Справочник по сварке, сварочные процессы Часть 1. Майами Флорида : Американское общество сварщиков. ISBN 978-0-87171-729-0.
  • Arc-Zone.com (2009). «Выбор вольфрама» (PDF). Карлсбад, Калифорния : Arc-Zone.com. Проверено 15 июня 2015 г.
  • Cary, Howard B.; Хельцер, Скотт С. (2005). Современная сварочная техника. Аппер Сэдл Ривер, Нью-Джерси : Pearson Education. ISBN 978-0-13-113029-6.
  • Джеффус, Ларри Ф. (1997). Сварка: принципы и применение (Четвертое изд.). Томсон Делмар. ISBN 978-0-8273-8240-4.
  • Джеффус, Ларри (2002). Сварка: принципы и приложения (Пятое изд.). Томсон Делмар. ISBN 978-1-4018-1046-7.
  • Lincoln Electric (1994). Справочник по процедуре дуговой сварки. Кливленд : Линкольн Электрик. ISBN 978-99949-25-82-7.
  • Miller Electric Mfg Co (2013). Руководство по газо-вольфрамовой дуговой сварке (GTAW) (PDF). Эпплтон, Висконсин : Miller Electric Mfg Co. Архивировано из оригинала (PDF) 08.12.2015.
  • Минник, Уильям Х. (1996). Справочник по газовой вольфрамовой дуговой сварке. Тинли Парк, Иллинойс : Гудхарт - Уиллкокс Компания. ISBN 978-1-56637-206-0.
  • Уоткинс, Артур Д.; Мизия, Рональд Э (2003). Оптимизация долговременной целостности сварного шва затвора из нержавеющей стали в стандартных контейнерах для отработавших ядерную энергетику США Исследования в области сварки 2002: Материалы 6-й конференции. ASM International.
  • Веман, Клас (2003). Справочник по сварочным процессам. Нью-Йорк: CRC Press LLC. ISBN 978-0-8493-1773-6.
Внешние ссылки
На Викискладе есть материалы, связанные с дуговой сваркой вольфрамовым электродом.
Последняя правка сделана 2021-05-21 12:45:11
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте