Реферат
"ТЕХНОЛОГІЯ ЗВАРЮВАННЯ В Інертних газах "
Введення
При дуговому зварюванні атмосферний кисень і азот активно взаємодіють з розплавленим металом, утворюють оксиди і нітриди, які знижують міцність і пластичність зварного з'єднання. Одним із способів захисту зварювальної ванни від дії навколишнього повітря є використання захисних газів.
1. Історія розвитку зварювання в захисних газах
Зварювання в струмені захисних газів була винайдена російським винахідником Микола Миколайовичем Бенардосом (26.06.2023 - 21.09.2023) в 1883 році. Захист від повітря, по його пропозицією, здійснювалася світильним газом. Але цей метод Бенардоса знайшов застосування лише через майже пів століття і був необгрунтовано названий американцями В«способом Александера В». У період Другої світової війни в США отримала розвиток зварювання у струмені аргону або гелію неплавким вольфрамовим електродом і плавким електродом. Цим способів зварювання присвоєна абревіатура TIG і MIG. TIG (Tungsten Inert Gas) - зварювання неплавким (вольфрамовим) електродом в середовищі інертного захисного газу, наприклад так звана аргонодуговая зварювання. MIG (Mechanical Inert Gas) - механізована (Напівавтоматична або автоматична) зварювання у струмені інертного захисного газу. Незабаром ця технологія прийшла і в Європу. Спочатку застосовувалися тільки інертні гази або аргон, що містить лише невеликі частки активних компонентів (Наприклад, кисню), тому така технологія скорочено називалася S.I.G.M.A. Ця абревіатура означає В«shielded inert gas metal arcВ» - В«дугова зварювання металевим електродом в середовищі інертного газу В». В даний час зварювання у струмені різних газів - аргону, гелію, азоту - застосовується у багатьох галузях техніки від невеликих майстерень до великих підприємств. У Росії з 1953 року разом дорогих інертних газів стали використовувати при зварюванні активний газ, а саме вуглекислий газ (CO2). Колективами Центрального науково-дослідного інституту технологій машинобудування і Інституту електрозварювання імені Є.О. Патонова розроблена і в 1952 році впроваджена напівавтоматичне зварювання у вуглекислому газі. Це стало можливим завдяки винаходу дротяних електродів, при використанні яких враховувалися великі втрати легуючих елементів при зварюванні в активному газі. Автори зварювання в вуглекислому газі плавким електродом К.М. Новожилов, Г.З. Волошкевич, К.В. Любавський та ін удостоєні Ленінської премії.
2. Захисні гази, що застосовуються при зварюванні
При ручному зварюванні неплавким електродом в якості основного газу застосовується аргон - інертний газ, не здатний до хімічних реакцій і практично не розчинний у металах. Аргон вважається найбільш доступним і порівняно дешевим серед інертних газів. Будучи важче повітря, він добре захищає дугу і зону зварювання. Дуга в аргоні відрізняється високою стабільністю. Аргонодугове зварювання застосовують для з'єднання легованих сталей, кольорових металів і їх сплавів, її виконують постійним і змінним струмом плавким і неплавким електродами. Аргон є основною захисною середовищем при зварюванні алюмінію, титану, рідкісних та активних металів. Газоподібний аргон зберігається і транспортується в сталевих балонах (за ГОСТ 949-73). Балон з чистим аргоном забарвлений в сірий колір, з написом В«Аргон чистийВ» зеленого кольору. Вживання газових сумішей замість технічно чистих газів аргону або гелію в деяких випадках підвищує стійкість горіння зварювальної дуги, зменшує розбризкування металу, покращує формування шва, збільшує глибину спротиву, а також впливає на перенесення металу
Суміш з 90% аргону і 10% водню вживається при зварюванні тонкого металу, забезпечуючи збільшення швидкості зварювання, зменшення зони термічного впливу, кількості вигоряє легуючих елементів і залишкових деформацій. Суміш аргону з 10 - 12% азоту дозволяє уникнути попередньої термообробки, забезпечуючи корозійну стійкість металу шва. Добавка до аргону невеликої кількості кисню чи іншого окисного газу істотно підвищує стійкість горіння дуги і покращує якість формування зварних швів. Для поліпшення боротьби з пористістю до аргону іноді додають кисень у кількості 3-5%. При цьому захист металу стає більш активною. Чистий Аргон не захищає метал від забруднень, вологи та інших включень, що потрапили в зону зварювання з зварюваних кромок або присадочного металу. Кисень ж, вступаючи в хімічні реакції з шкідливими домішками, забезпечує їх вигоряння або перетворення в сполуки, що спливають на поверхню зварювальної ванни. Це запобігає пористість.
Застосування суміші аргону і вуглекислого газу (зазвичай 18-25%) ефективно при зварюванні низьковуглецевих і низьколегованих сталей. У порівнянні зі зварюванням у чистому аргоні або вуглекислому газі більш легко досягається струменевий перенесення електродного металу. Зварні шви більш пластичні, ніж при зварюванні в чистому вуглекислому газі. У порівнянні зі зварюванням у чистому аргоні менше ймовірність утворення пор. Газова суміш аргону з киснем зазвичай використовується при зварюванні легованих і низьковуглецевих сталей. Додавання до аргону кисню дозволяє запобігти пористість. Наявність кисню в дузі сприяє дрібнокрапельне переносу електродного металу.
Гелій використовується порівняно рідше. Гелій може застосовуватися в якості інертного захисного газу при зварюванні нержавіючих сталей, кольорових металів і сплавів, хімічно чистих і активних матеріалів. Гелій легший за повітря, що ускладнює захист зварювальної ванни, і, отже, вимагає більшого його витрати на захист. У порівнянні з аргоном він забезпечує більш інтенсивний нагрів зони зварювання. Він має високу теплопровідність, має високий потенціал іонізації, тому при зварюванні в гелії збільшується температура дуги, напруга і її проплавляются здатність, у зв'язку з чим його іноді використовують для проплавлення великих товщин або отримання спеціальної форми шва. Часто використовується суміш 70% аргону і 30% гелію. Газоподібний гелій зберігається і транспортується в сталевих балонах (згідно ГОСТ 949-73). Балон пофарбований у коричневий колір, з написом В«ГелійВ» білого кольору.
При зварюванні міді захисним газом служить азот, так як по відношенню до міді він є інертним газом.
3. Область застосування та переваги аргонодугового зварювання
Основна область застосування аргонодугового зварювання неплавким електродом - з'єднання з легованих сталей і кольорових металів. При малих товщинах аргонная зварювання може виконуватися без присадки. Спосіб зварювання забезпечує гарну якість і формування зварних швів, дозволяє точно підтримувати глибину проплавлення металу, що дуже важливо при зварюванні тонкого металу при односторонньому доступі до поверхні виробу. Він одержав широке поширення при зварюванні неповоротних стиків труб, для чого розроблені різні конструкції зварювальних автоматів. В цьому виді зварювання іноді називають орбітальної. Зварювання неплавким електродом - один з основних способів з'єднання титанових і алюмінієвих сплавів.
аргонові зварювання плавким електродом використовується при зварюванні нержавіючих сталей і алюмінію. Однак обсяг її застосування відносно невеликий.
4. Недоліки аргонодугового зварювання
Недоліками аргонодугового зварювання є невисока продуктивність при використанні ручного варіанта. Застосування ж автоматичного зварювання не завжди можливо для коротких і разнооріентірованних швів.
5. Технологія ручного зварювання неплавким електродом в інертних газах
аргону зварювання може бути ручний, коли пальник і присадний пруток знаходяться в руках зварника, і автоматичної, коли пальник і присадного дроту переміщаються без безпосередньої участі зварювальника.
В відміну від зварювання плавиться, запалюва...
