|
З усіх існуючих видів з'єднань металів і сплавів, мабуть, найпоширенішим є зварювання. З безлічі існуючих різновидів зварювання, однією з найнадійніших і якісніших є аргонове зварювання вольфрамовим електродом. Вольфрамову зварювання проводять так само в середовищі вуглекислого газу і суміші газів.
Особливості
Сварка з використанням вольфраму дуже ефективна. Вольфрам є настільки тугоплавким металом, що витримує температури, при яких інші метали плавляться. Тому, на відміну від плавких електродів, вольфрамовий можна використовувати протягом тривалого часу для виробництва великого обсягу робіт. Така особливість дозволяє виготовити безперервні зварювальні шви великої довжини при постійних параметрах зварювання. Так як вольфрамовий електрод НЕ оплавляется, для заповнення зварювальної ванни металом майже завжди використовується присадний дріт.
Ще однією особливістю зварювання вольфрамовим електродами є електрична схема. При зварюванні вольфрамом полярність постійного струму змінюють на зворотну. У зв'язку з тим, що електрод НЕ плавиться, запалювати дугу киснем деталей, що зварюються не рекомендується, так як вольфрамовий електрод втрачає свої властивості через нашарування побічних продуктів, що утворюються при згорянні металу. В цьому випадку для безконтактного запалювання дуги використовується осцилятор-стабілізатор зварювальної дуги (ОССД), робота якого полягає в інвертуванні змінної напруги промислової частоти в імпульси високої частоти, необхідні для розпалювання. Осцилятор повинен підключатися до джерела зварювального струму послідовно.
застосування аргону
Для підвищення якості зварних швів при зварюванні вольфрамом використовується аргон. Цей інертний газ, будучи важче повітря, витісняє його, опускаючись на дно зварювальної ванни. Сам аргон практично нейтральний при взаємодії з вольфрамом і зварюваних металом. При горінні дуги він перешкоджає утворенню з'єднань металу з складовими повітря.
Для зменшення пористості шва іноді в аргон додається кисень в кількості 2-5% від обсягу інертного газу. Це допомагає захистити метал від забруднень, вологи та інших включень, які потрапляють в область вольфрамової зварювання. Кисень сприяє підвищенню температури дуги в середовищі аргону. Більшість сторонніх неметалевих частинок згорає ще до твердіння присадочного металу в шві або спливає на його поверхню.
При малій товщині зварюваних деталей допускається зварювання вольфрамовим стрижнем без застосування присадочного матеріалу.
Застосування аргоновой зварювання і вольфраму найбільш ефективно при використанні зварювальних автоматів. При малій довжині швів або їх різної орієнтації використання автоматичного зварювання застосовується, а темп ручного зварювання дуже низький.
Сварка в аргоні відбувається за допомогою спеціального пальника, всередину якої по спеціальному шлангу подається інертний газ. За допомогою двох кабелів - живить і керуючого - подається струм на електрод.
Кольоровий і буквена маркування
Електроди з вольфраму розрізняються за матеріалом легуючих присадок, що застосовуються при їх виготовленні. Ці добавки збільшують довговічність електродів. Вони ж і визначають властивості виробів при їх використанні для зварювання відповідних матеріалів.
Тип вольфрамового електрода визначається за змістом буквено-цифровий інформації і за кольорами маркування, нанесеної на стрижень. Буквено-цифрова і колірна маркування відповідають один одному.
буквена
Першою буквою йде завжди W. Вона вказує на матеріал, з якого виготовлений електрод - вольфрам. Друга буква латинського алфавіту вказує на тип легирующей добавки:
• C - оксид церію. Це універсальний вольфрамовий провідник. Його можна застосовувати для зварювання постійним і змінним струмом. Горіння зварювальної дуги відбувається навіть при незначній величині струму;
• Z - оксид цирконію (найбільш тугоплавкий). Придатний для зварювання змінним струмом. Вкрай важливо дотримуватися вимог до чистоти зварювальної ванни. Неприпустимо найменше забруднення. Сварка відрізняється стабільною і потужною дугою;
• L - окис лантану. При використанні вольфрамових стрижнів з цією добавкою відбувається швидкий і легкий розпал дуги і стабільне її горіння. Практично усувається можливість запису деталей, що зварюються. Електроди, в складі яких міститься оксид лантану, найбільш довговічні;
• T - окис торію. Ця добавка дозволяє з високою якістю зварювати заготовки з корозійностійкої сталі. Зварювання при цьому повинна проводитися на постійному струмі. При роботі вольфрамовими електродами з торієм пред'являються високі вимоги до підготовки поверхонь, що зварюються, інакше дуга може «перескакувати» з одного «мікровиступів» на інший. Очевидно, що шов буде не проварені. Через високу радіоактивності торію робоче місце повинно бути обладнане ідеальної вентиляцією, інакше пари можуть зробити шкідливий вплив на здоров'я;
• Y - ітрій. Сварка постійним струмом за допомогою цих вольфрамових виробів здійснюється при виготовленні найбільш відповідальних конструкцій, так як подібні електроди є найбільш стійкими до руйнування;
• P - без добавок. У виробах з таким маркуванням зміст вольфраму має бути не нижче 99,5%. Такі електроди забезпечують стійке горіння дуги при використанні змінного струму. Це робить їх найбільш затребуваними при зварюванні алюмінію в середовищі аргону.
Щоб донести повнішу інформацію про характеристиках вольфрамових електродів, на стрижнях після латинських букв вказуються два цифрових значення через дефіс. Число в першому показує процентний вміст присадки, збільшене в десять разів, у другому - довжину стрижня в міліметрах. Наприклад, маркування WL 15-150 вказує, що в складі вольфрамового стержня, довжиною 150 міліметрів, міститься 1,5% оксиду лантану.
Колірна
Кольорове позначення застосовується для більшої зручності при необхідності вибору вольфрамових прутків. Воно являє собою забарвлення кінців стрижня в один з наступних кольорів:
• зелений - вироби без присадок, що позначаються символами WP;
• сірий - вольфрамовий електроди з 2,0% окису церію, що мають позначення WC 20;
• чорний - вироби, що містять 1,0% оксиду лантану, що позначаються WL 10;
• золотистий - прутки з 1,5% оксиду лантану, на яких проставлено WL 15;
• синій - стрижні з 2,0% окису лантану, маркуються як WL 20;
• білий - вироби з оксидом цирконію з вмістом його 0,8%. Позначення таких виробів - WZ 8;
• жовтий - прутки, мають в своєму складі 1,0% окису торію. Їх маркування - WT 10;
• червоний - вироби з вольфраму, виготовлені з додаванням 2,0% оксиду торію, що мають позначення WT 20;
• фіолетовий - прутки з 3,0% оксиду торію і з маркуванням WT 30;
• помаранчевий - стрижні, до складу яких включені 4,0% оксиду торію. Позначення таких електродів - WT 40;
• темно-синій - електроди з ітрієм в співвідношенні 2,0% до вольфраму. Їх позначення WY 20;
Таким чином, ідентифікація потрібного виду вольфрамових електродів спрощується.
для алюмінію
З'єднання алюмінієвих деталей має бути легким і міцним. Ці вимоги можливо виконати, використовуючи зварювання. Але вся проблема в тому, що при відмінних експлуатаційних якостях, алюміній дуже складно зварювати.
Проблеми при зварюванні обумовлені хімічними і фізичними властивостями металу. На поверхні виробів завжди присутній алюмінієва окісна плівка, яка має температуру плавлення більше 2000 ° C при тому, що сам алюміній плавиться вже при 650 ° C. Це вимагає від зварника видалення і пропалювання окисної плівки до прогріву алюмінію.
Алюміній на повітрі, та ще в розігрітому стані швидко окислюється, що створює передумови для утворення тугоплавкої плівки на розплавленому металі. В результаті шов виходить неоднорідним. Для усунення цього фактора необхідно забезпечити відсутність доступу повітря в зону зварювання, що і робить аргон при вольфрамовому методі.
Плинність алюмінію в розплавленому стані вимагає застосування різних тепловідвідних підкладок. Водень, що виходить з алюмінію назовні при розігріві, створює безліч пір, призводять до ослаблення зварювального шва.
Великий коефіцієнт температурного розширення і виникає тому усадка при охолодженні призводить до значної деформації вироби. Висока теплопровідність матеріалу вимагає застосування струму, який перевершує за значенням струм, необхідний для з'єднання більш тугоплавких матеріалів.
Для якісного з'єднання зварювальних деталей з урахуванням вищеописаних властивостей, застосування вольфрамового електрода для аргонодугового зварювання алюмінію стає найбільш доцільним. Кращим рішенням в цьому випадку буде застосування вольфрамових стрижнів без добавок.
Для усунення окисної плівки на поверхні матеріалу необхідно зварювання виробляти неодмінно струмом зворотної полярності.
Заточка вольфрамових електродів
Якість зварювальних робіт, крім вибору типу електрода і параметрів зварювального струму, залежить ще й від правильної заточки стрижня. Від форми наконечника не плавиться буде залежати ширина і глибина зони проплавлення металу.
Форма заточки залежить ще і від застосовуваного струму і його значення. Вимоги із заточування в довідковій літературі можуть відрізнятися, але ці відмінності істотного впливу на якість вольфрамової зварювання не зроблять. Загальна рекомендація із заточування наступна - стрижні марок WP, WL необхідно заточувати до стану півсфери, в той час, як для марки WT досить лише позначити невелику опуклу форму. Решта типів вольфрамових електродів заточуються конусом.
Важливою умовою правильної заточки є неприпустимість помилок. Не повинно бути несиметричною заточки, що викликає відхилення дуги в сторону від шва, і наявності рисок від заточки, не збігаються за напрямком з віссю стержня, що також може викликати блукання дуги.
При правильному виборі матеріалів і забезпеченні необхідного середовища, за допомогою вольфрамової зварювання можливо з'єднання практично будь-яких металів і сплавів.
|
