Технология аргонодуговой сварки трубопроводов

Сварка нержавейки аргоном:технология, как правильно варить, важные нюансы

В статье мы расскажем про технологии и обучение технике сварки аргоном тонкой нержавейки. Такая сталь является удобным, популярным материалом для множества металлических конструкций. Основное ее достоинство – замедленный процесс коррозии, который быстрее всего завершает срок работы изделий.

Общая информация

У указанного металлического сплава есть два основных достоинства – антикоррозийные свойства и внешний эстетичный вид. За счет блеска поверхность часто оставляют неокрашенной. А сварной шов должен быть фактически незаметным. Многие сварщики не любят работать с этой сталью, потому что антикоррозийное покрытие затрудняет процес.

Особенности сварки нержавеющей стали аргоном

К любому сплаву можно найти подход и приспособиться, если знать особенные приемы. Основы сварочной работы остаются прежними, нужно также подготовить материал и оборудование, создать электрическую дугу, вести ровный шов. Но из-за примесей в металле – хрома и никеля – есть трудности.

Правила, которые нужно запомнить:

    • снизьте привычный ток минимум на 20%;
    • между двумя свариваемыми элементами оставляйте зазор побольше;
    • не используйте легированные электроды, если других нет, то подойдут только небольшой длины;
    • не допускайте нагрева выше 500 градусов;
    • быстро охлаждайте детали.

В чем заключаются сложности

Легирующие добавки дают следующие нюансы:

  • Низкая теплопроводность. По этой причине заготовка полностью не прогревается, а высокая температура скапливается на месте соединения. Могут появиться прожоги или излишние наплавления.
  • Из-за линейного расширения возможна конечная усадка, которая будет приводить к деформациям и трещинам.
  • Высокое электрическое сопротивление стали при соединении с легированными электродами приводит к перегреву.
  • Возможность потери антикоррозийных свойств из-за повышенной температуры и образования новых химических элементов на поверхности, склонных к ржавлению.

Оборудование и расходные материалы для аргоновой сварки нержавейки

Набор для сварщика будет состоять из:

  • баллона сжиженного газа;
  • горелки;
  • инвертора;
  • осциллятора;
  • проводов, шлангов.

Это базовый комплект, который будет служить долго. Менять (заправлять) придется только присадочную проволоку, она удобнее, чем электроды, и сам инертный газ. Присадка должна быть того же состава, что и заготовка. Дополнительно на горелку можно установить газовую линзу. Она снижает расход. А вместо проволочного расходника можно применять электродный способ – из вольфрама.

Подготовка материала

Первым делом проверьте металл. Не все, что имеет яркий металлический блеск, называется нержавейкой. Проверить можно любым магнитом. К стали с антикоррозийными свойствами он не примагнитится. Затем:

  • смойте все видимые загрязнения;
  • просушите;
  • тщательно пройдитесь по поверхности металлической щеткой (также подойдет шлифовальная машина), зачистите дефекты;
  • обезжирьте внешний слой ацетоном или бензином.

Уделяйте особенное внимание стыкам.

Как подготовить небольшие детали из нержавеющей стали для аргонно-дуговой сварки

Алгоритм остается прежним, иногда даже проще полностью поместить элемент в емкость с обезжиривающей жидкостью. Особенность – трудность крепления. Если есть возможность, зафиксируйте маленькую заготовку, чтобы она не двигалась при сваривании. После этого выберете правильную присадку с легированностью равной или немного меньшей, чем у стали. Активно используются следующие модели:

Сварка аргоном нержавеющих труб

Мы уже упоминали о возможности чинить водопровод и прочие сферические детали, теперь объясним, в чем основное отличие такого способа. Происходит двухсторонний обдув. И если снаружи это просто обеспечивается аппаратом, то изнутри это сделать непросто. Для этого:

  • с одной стороны заткните отверстие пробкой из любого подручного материала;
  • стык можно проклеить изолентой или скотчем;
  • в разъем второй трубы производится подача небольшой струей;
  • после наполнения, последнее отверстие также закрывается тканью или бумагой;
  • производится сваривание.

Технология

В целом процесс аналогичен классическому – розжиг дуги, образование сварочной ванны, проведение наконечников под определенным углом с целью образования ровного шва. Но есть ряд нюансов:

  • ведите присадку исключительно вдоль ванны, нельзя, чтобы она выходила за пределы обдува;
  • если есть дополнительный инертный газ, то обдайте заготовки с обратной стороны, тогда соединение будет эстетически приятнее;
  • даже при создании дуги не касайтесь электродом до стали.

Сварка нержавейки в среде аргона при помощи проводника из вольфрама

Дадим несколько рекомендаций по технике:

  • дуговой розжиг совершайте на графитовой пластине, а затем аккуратно переводите горелку на стык;
  • подачу следует отключать не сразу после окончания приваривания, дождитесь 10-15 секунд;
  • не делайте поперечных движений.

Заключение

Мы рассказали про сварку деталей из нержавейки при поддуве и высоком давлении аргона. Так можно достичь высокого качества шва и скорости работы. Соблюдайте технику безопасности на рабочем месте!

Видео для наглядности

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Технология аргонодуговой сварки трубопроводов

Ручную аргонодуговую сварку применяют для выполнения корня шва технологических трубопроводов из углеродистых, низко-, среднелегированных и легированных сталей диаметром до 100 мм с толщиной стенки не более 10 мм.

Рис. 54. Схемы взаимного расположения валиков при многослойной сварке.
а —толщина стенки трубопровода до 4 мм; б — то же, 4—7 мм; в — то же, 8—10 мм; 1—1 — последовательность наложения валиков; 1 — при сварке всего сечения; 11 — при сварке корневого шва

Дальнейшее заполнение разделки производят ручной сваркой покрытыми электродами и механизированными способами. При монтаже технологических трубопроводов из хромоникелевых сталей также используют аргонодуговую сварку. У трубопровода с толщиной стенки до 3 мм стык сваривают только аргонодуговой сваркой, а при толщине более 3 мм выполняют только корень шва, а дальнейшее заполнение разделки можно производить аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой, ручной сваркой покрытыми электродами или механизированными способами сварки. При зазоре между трубами не более 0,5 мм корневой шов можно сваривать без присадочной проволоки, а при большем зазоре — с присадочной проволокой. В дождливую и ветреную погоду аргонодуговую сварку необходимо вести в специальных укрытиях.

Число, последовательность наложения и взаимное расположение сварных валиков при многослойной сварке вертикальных и горизонтальных швов приведены на рис. 54. Взаимное расположение горелки и присадочной проволоки при сварке горизонтального и вертикального стыков показано на рис. 55. Угол между электродом и радиусом трубы в месте сварки зависит от качества защиты и конструктивных особенностей горелки.

Рис. 55. Взаимное расположение горелки и присадочной проволоки
а — сварка вертикального стыка в обычных условиях; б— то же, горизонтального стыка; в — сварка с удлиненным мундштуком горизонтального стыка в стесненных условиях; 1 — направление подачи проволоки; 2 — направление сварки

Рис. 56. Схема движения горелки
а — вертикальный стык; б — горизонтальный стык; 1 — направление сварки; 2 — направление подачи проволоки; 3 — траектория движения конца электрода при наложении корневого шва; 4 — то же, при наложении последующих слоев

Для горелок АГМ-2 и АГС-3 этот угол может меняться в пределах 0—70°, для остальных горелок (АР-3, МГ-3 и др-) с канальной схемой истечения газов — в пределах 0—25°. Присадочная проволока при аргонодуговой сварке должна подаваться в сварочную ванну навстречу движению горелки, а горелка должна двигаться справа налево. Корневой шов сваривают с амплитудой колебания горелки и присадочной проволоки 2—4 мм. При наложении последующих слоев горелка должна совершать колебательные поперечные движения (рис. 56) с амплитудой 6—8 мм. Оплавляемый конец присадочной проволоки должен всегда находиться под защитой аргона. Нельзя резко подавать конец проволоки в сварочную ванну.

Ручная аргонодуговая сварка должна осуществляться при возможно короткой дуге (не более 1—3 мм) постоянным током обратной полярности. Зажигание и гашение дуги необходимо выполнять на свариваемой кромке или на сваренном шве на расстоянии 20—25 мм позади кратера. Подача аргона из горелки начинается на 15—20 с раньше момента зажигания дуги и прекращается через 10—15 с после обрыва дуги. В течение этого времени струю аргона следует направлять на место начала сварки или на кратер. Особое внимание должно быть уделено провару корня шва и заделке кратера. Для заделки кратера рекомендуется применять дистанционное управление источником питания сварочной дуги. При его отсутствии кратер заделывают путем ввода в него капли расплавленного металла присадочной проволоки с одновременным ускорением отвода горелки от стыка до естественного обрыва дуги. При сварке без присадочной проволоки кратер заделывают путем ускоренного отвода горелки в сторону, противоположную направлению сварки, и быстрого возвращения горелки на прежнее место. После сварки корневого шва проверяют его качество. При обнаружении трещин дефектный участок удаляют узким наждачным кругом и снова заваривают с присадочной проволокой. Корневой шов с применением расплавляемой вставки сваривают без присадочной проволоки с обязательным расплавлением вставки на всю глубину и по всему периметру сварного соединения.

Количество аргона, подаваемого в трубопровод небольшого диаметра для продувки, не превышает 3—. 4 л/мин. По мере увеличения диаметра трубопровода и его длины время продувки увеличивают независимо от расхода газа. Для экономии аргона заполняют не всю полость трубопровода, а только прилегающий к сварному шву его объем. Для этого устанавливают специальные заглушки (рис. 57). Установив заглушки вблизи стыка и подавая аргон через подводящий рукав, образовавшуюся полость заполняют защитным газом. Однако этот способ защиты имеет ряд недостатков. Если учесть, что на поддув идет более 50 % аргона, расходуемого на защиту сварочной ванны, то защита обратной стороны корня шва дорогостоящим аргоном обходится в 2 раза дороже, чем процесс сварки стыка. Стоимость поддува возрастает за счет изготовления и установки заглушек. Кроме того, поддув аргона неудобен и дорог тем, что для сварки замыкающих стыков часто приходится заполнять газом весь трубопровод. Указанные недостатки позволяет устранить флюс-паста, которую наносят на обратную сторону шва (рис. 58) до прихватки в защищенном от атмосферных осадков месте при положительной температуре. Полное высыхание флюс-пасты происходит через 15—20 мин после нанесения ее на кромки стыка. Высыхание флюс-пасты контролируют визуально. При высыхании она изменяет цвет с интенсивно черного на темно-серый.

Читайте также  Вес запорной арматуры в зависимости от диаметра

Рис. 58. Схема нанесения флюс-пасты

Рис. 59. Схемы установки нагревательных устройств
а — из двух поясов ГЭН; б — из четырех поясов ГЭН; в — из одного КЭН; г — из двух КЭН; д — гибкий индуктор из голого медного провода; е — одно-пламенная универсальная горелка; ж — кольцевая многопламенная горелка

Для подогрева стыков применяют гибкие нагревательные элементы типа ГЭН, комбинированные нагревательные элементы типа КЭН (рис. 59), гибкие индукторы из голого медного провода марки М или М1Т сечением 180—240 мм2 с 8—12 витками и газопламенные горелки.

Одноплеменными универсальными горелками подогревают стык после установки воронок из листового асбеста, которые крепят металлическими хомутами. Нагрев следует выполнять нейтральным пламенем. Число одновременно работающих горелок не ограничивается и определяется из условия обеспечения равномерного нагрева по окружности свариваемого стыка. Кольцевые многопламенные горелки устанавливают концентрично по отношению к трубе с двух сторон от подогреваемого стыка.

Температуру нагрева определяют с помощью термоэлектрических термометров или термоиндикаторов. Горячий спай термоэлектрического термометра закрепляют на подогреваемом соединении зачеканкой с помощью бобышки, зачеканкой V-образной бобышки, креплением болтом и гайкой с прорезью, приваркой или приваркой с помощью наплавленной бобышки. Место крепления горячего спая необходимо изолировать от прямого воздействия тепловых лучей сварочной дуги асбестовой или кремнеземной тканью. При подогреве трубопроводов из закаливающихся сталей термопару необходимо крепить болтом и гайкой с прорезью. Для контроля температуры термоиндикаторами зачищают площадку размером 40X15 мм на расстоянии 10—15 мм от кромки трубы, на которую наносят термоиндикаторами штрихи шириной 7—8 мм и длиной 25—30 мм. При сварке с подогревом температуру следует контролировать в течение всего процесса подогрева и сварки, а в случае последующей термической обработки без перерыва между ними; температуру необходимо контролировать автоматическими самопишущими потенциометрами.

При изготовлении технологических трубопроводов стыки сваривают в поворотном и неповоротном положениях.

Рис. 60. Схема сварки корневого шва за два поворота
1—4 — последовательность сварки

Рис. 61. Порядок сварки неповоротного стыка
а — корневого шва; б — второго и последующих слоев; 1—4 — последовательность наложения слоев

Рис. 62. Порядок сварки неповоротных стыков двумя сварщиками
а — корневой шов; б — второй и последующие швы; I — первый сварщик; II — второй сварщик; 1—6 — последовательность сварки

При сварке поворотных стыков ось трубопровода мо-жет располагаться вертикально или горизонтально. Если вращение стыка затруднено, сварку корневого шва выполняют за два поворота (рис. 60). Направление и порядок сварки корневого слоя вертикального и горизонтального неповоротных стыков показаны на рис. 61. Длина заваренных участков не должна превышать 200 мм. При большей длине участка его следует сваривать об-ратноступенчатым способом. Стыки трубопроводов из мартенситных и мартенситно-ферритных сталей диаметром до 219 мм независимо от толщины стенки должен сваривать один сварщик. Стыки большего диаметра сваривают одновременно два сварщика. Для поддержания необходимого температурного режима по всему периметру стыков трубопроводов диаметром более 800 мм сварку могут вести две пары сварщиков, работающих попеременно. Порядок наложения валиков первого и последующих швов при сварке вертикального стыка показан на рис. 62. Порядок сварки одним сварщиком горизонтальных стыков трубопроводов диаметром до 219 мм приведен на рис. 63. Порядок сварки горизонтальных стыков двумя сварщиками показан на рис. 64.

Трубопроводы из мартенситно-ферритных сталей сваривают при температуре окружающего воздуха не ниже 0 °С, а элементы трубопроводов из стали 15ХМ — при температуре не ниже —10 °С с подогревом до 250— 300 °С независимо от толщины стали. Допустимый перерыв между окончанием сварки и началом термообработки должен соответствовать требованиям проекта производства сварочных работ. В процессе сварки не допускается перегрев стыка труб из аустенитной стали. Если основной металл на расстоянии 20—25 мм от линии сплавления нагрелся выше 100°С, надо сделать перерыв в сварке или, не прерывая сварки, охладить стык струей сжатого воздуха.

При сварке разнородных сталей одного структурного класса, но разной степени легирования технологию и режимы выбирают для более легированной стали. Если сваривают разнородные стали различных структурных классов, технологию и режимы выбирают таким образом, чтобы обеспечить минимальное проплавление основного металла. При сварке коррозионностойкой и жаропрочной стали, содержащей 12% хрома, с высокохромистыми хромоникелевыми сталями температуру подогрева выбирают близкой к применяемой для однородных соединений из стали с 12% хрома.

Аргонодуговая сварка. Сущность и технология сварки в среде аргона

Содержание

  1. Схема процесса аргонодуговой сварки
  2. Марки аргона, используемые при сварке
  3. Схема поста механизированной аргонодуговой сварки
  4. Схема ручной аргонодуговая сварки
    • Схема сварки постоянным током
    • Схема сварки переменным током
  5. Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки
  6. Особенности сварки в среде аргона
  7. Техника ручной аргонодуговой сварки
  8. Область применения аргонодуговой сварки
  9. Видео: аргонодуговая сварка

Схема процесса аргонодуговой сварки

Аргон является одним из основных газов, применяемых при сварке металлов для защиты зоны сварки от вредного воздействия окружающей среды. Сварка в среде аргона в технической литературе получила название аргонодуговая сварка. В разговорном языке также встречаются такие термины как: сварка в аргоне, сварка аргоном, аргоновая сварка, аргонная сварка и др.

Сварка в среде аргона может осуществляться как плавящимся, так и неплавящимся электродом. В качестве неплавящегося электрода используется вольфрамовый, угольный или графитовый электрод. Сущность процесса сварки в среде аргона показана на рисунке.

1 — электрод; 2 — присадочный пруток; 3 — изделие; 4 — сварной шов; 5 — электрическая дуга; 6 — поток защитного газа; 7 — сварочная горелка; 8 — воздух.

Марки аргона, ипользуемые при сварке

По ГОСТ 10157 существуют три марки аргона, применяемые для сварки, см. таблицу:

Схема поста механизированной сварки в среде аргона плавящимся электродом

1 — балластный реостат; 2 — контактор; 3 — сварочная горелка; 4 — механизм для подачи электродной проволоки; 5 — ротаметр (прибор для контроля расхода газа); 6 — редуктор; 7 — баллон для газа; Г — сварочный генератор; А — амперметр; V — вольтметр; Ш — шунт.

Схема ручной аргонодуговой сварки

Ручная дуговая сварка в среде аргона может выполняться постоянным и переменным током. Схемы сварки постоянным и переменным током показаны на рисунках:

Схема ручной сварки постоянным током

1 — сварочная горелка; 2 — баллон с защитным газом (аргоном); 3 — реостат; 4 — генератор; 5 — сварной шов.

Схема ручной сварки переменным током

1 — баллон с защитным газом (аргоном); 2 — сварочная горелка; 3 — сварной шов; 4 — осциллятор; 5 — трансформатор с регулятором.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

В общем случае, рекомендовать применение какого-либо одного газа для сварки (аргона, гелия, азота или др.) нельзя. Применение того или иного газа зависит от технологии сварки конкретного металла или сплава, или исходя из технико-экономических показателей. Но в целом, аргонодуговая сварка обладает рядом преимуществ по сравнению со сваркой в среде других газов:

1. Аргон, так же как и гелий, относится к инертным газам, которые не взаимодействуют ни с какими металлами и другими газами и не растворяются в расплавленном металле.

2. Аргон тяжелее воздуха и поэтому надёжно защищает зону сварки, вытесняя из неё воздух. Дуга в среде аргона обладает высокой стабильностью.

3. Аргон — это достаточно распространённый газ, по сравнению с другими инертными газами, в частности, с гелием. Его содержание в воздухе составляет около 0,9%, в связи с этим аргон является самым дешёвым из инертных газов.

4. Ещё одно преимущество аргона (над гелием) в том, что расход аргона на 30-35% меньше расхода гелия (при прочих равных условиях) из-за того, что аргон в 10 раз тяжелее гелия.

Благодаря своим преимуществам, сварка в среде аргона получила достаточно большое распространение при сварке различных материалов. Но у аргонодуговой сварки есть и недостатки. Ручная сварка в среде аргона затруднена. При ручной аргонодуговой сварке не рекомендуется выполнять колебательные движения электродом из-за возможного нарушения защиты зоны сварки. В связи с этим производительность ручной сварки в среде аргона оказывается невелика. А сварку автоматическую не во всех случаях возможно применить.

Особенности сварки в среде аргона

Характерной особенностью аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом при использовании переменного тока является возникновение в сварочной цепи составляющей постоянного тока, величина которого может достигать 50% от величины эффективного значения переменного тока сварочной цепи.

Выпрямление тока, т.е. появление составляющей постоянного тока, зависит от формы и размеров вольфрамового электрода, свариваемого материала и выбранных режимов сварки (силы тока, скорости сварки и длины сварочной дуги). Появление в сварочной цепи составляющей постоянного тока оказывает отрицательное влияние. Это влияние особенно сильно сказывается при сварке алюминия и сплавов на его основе.

При чрезмерной величине составляющей постоянного тока стабильность горения дуги снижается, качество поверхности наплавленного металла снижается. В сварном шве образуются дефекты (подрезы, чешуйчатость), снижается прочность и пластичность сварного шва.

Читайте также  Как запаять серебряное кольцо?

Техника ручной аргонодуговой сварки

При ручной аргонодуговой сварке вольфрамовый электрод с одной стороны затачивают на конус. Длина заточки составляет два-три диаметра электрода.

Электрическая дуга зажигается на специальной угольной пластине. Не рекомендуется зажигать дугу на основном металле из-за возможности загрязнения и оплавления конца электрода.

Для возбуждения дуги можно применить источник питания с повышенным напряжением холостого хода или дополнительный источник питания с высоким напряжением (осциллятор), т.к. потенциал возбуждения и ионизация инертных газов значительно выше, чем кислорода, азота и паров металла. Дуговой разряд инертных газов отличается высокой стабильностью.

Для защиты металла шва от окисления со стороны корня, с обратной стороны, рекомендуется обеспечивать поддувание защитных газов. При сварке трубопроводов защитный газ продувают внутри трубы.

Ручную дуговую сварку, как мы уже говорили выше по тексту, выполняют без резких, колебательных движений электрода из-за возможного нарушения газовой защиты. Сварочную горелку располагают под углом 75-80° к свариваемому изделию (см. рисунок слева). Присадочную проволоку располагают под углом 90° относительно оси мундштука горелки. Пи этом угол между сварным изделием и проволокой составляет 15-20°. Сварку выполняют «углом вперёд».

Область применения сварки с аргонной защитой

Сварку в среде аргона можно использовать для сваривания различных материалов. Её можно применять для сварки сталей (углеродистых и легированных), для сварки цветных металлов (меди, алюминия, титана, никеля и их сплавов), для сварки трубопроводов. Аргонодуговой сваркой можно выполнять все виды сварных соединений: стыковые, тавровые, нахлёсточные, угловые.

Сварка в аргоне может успешно применяться как при сварке мелких деталей, так и при сварке крупногабаритных изделий и в бытовых условиях и на производстве и при проведении строительно-монтажных работ.

В некоторых случаях, употребление смеси газов вместо технически чистого аргона повышает устойчивость горения сварочной дуги, уменьшает разбрызгивание металла, улучшает формирование сварного шва, увеличивает глубину проплавления, а также воздействует на перенос металла и увеличивает производительность сварки.

Видео: аргонодуговая сварка

Видео об аргонодуговой сварке от профессиональных сварщиков в двух частях. Видеоролик переведён и озвучен объединением экспертов SVARMA.RU:

Аргонодуговая сварка. Технология и оборудование

Без такой операции, как сварка сегодня не обходится ни одна стройка, ни одно производство, где необходимо соединить металлические детали. Этот вид соединения считается одним из быстрых и довольно качественных. Существует несколько видов сварки, но в этой статье, речь пойдет именно об аргонодуговой. Чем она примечательна, ее плюсы и минусы, все это будет рассмотрено ниже.

Технология

Аргонодуговая сварка ― это по сути та же ― электродуговая, но в ней используется инертный газ ― аргон, который подается в место горения электрической дуги. Международных обозначений аргонодуговая сварка имеет аж целых два- это TIG (сварка неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде газа — аргона) и MIG/MAG (сварка электродной проволокой в среде аргона или углекислого газа).

Таким образом, создается газовая среда, в которой происходит плавление металла. Благодаря тому, что аргон не вступает во взаимодействие с металлом, он не меняет его химический состав и это большой плюс. То, что этот газ тяжелее на 1/3 воздуха, способствует вытеснению последнего из среды дуги, и изоляции расплавленного металла от воздействия атмосферы.

Это защищает сварочный шов от образования оксидной пленки и в целом улучшает качество соединения металла. Бывают случаи, когда к аргону добавляют кислород в количестве 4%. Это обусловлено тем, что при сгорании кромок металла, внутри газовой среды, аргон полностью не защищает шов от разного рода загрязнений и влаги. А кислород сжигает эти вредные примеси, исключая образование пористости шва. Но это делают в основном там, где необходимо очень высокое качество сварочного соединения. Обычно достаточно одного аргона.

Принцип работы

Оборудование для аргонной сварки состоит из: сварочного аппарата ― в который входит инверторный преобразователь для образования электродуги, осциллятор, горелка, баллон с аргоном, газовые шланги и сварочные кабеля.

Аргонодуговая сварка (tig) неплавящимся электродом

Перед началом работы включается аппарат и подается аргон. Для образования электродуги, сварщик приближает вольфрамовый (при сварке неплавящим электродом) электрод на небольшое расстояние к детали. На этом этапе есть один важный нюанс. Дуга не сможет образоваться при прямом соединении электрода с деталью, как при электросварке. Это из-за того, что для создания в среде аргона дуги, необходима высокая ионизация. А так как вольфрамовый электрод тугоплавкий (температура плавления около 5000 °C) и практически не сгорает, отсутствует образование газов, способствующих ионизации и зажиганию дуги. Потому в таких случаях используется ― осциллятор.
Осциллятор это устройство, обычно установленное в сварочном аппарате для аргонодуговой сварки, которое зажигает электродугу в случае с неплавящим электродом. Происходит это следующим образом: поднося горелку с вольфрамовым электродом на небольшое расстояние к детали, осциллятор подает на электрод высоковольтный импульс высокой частоты, который электрически пробивает расстояние к детали образуя ионизацию в газовой среде. Благодаря этому происходит зажигание дуги и дальнейшее ее горение.

При использовании постоянного тока сварки, применяется подключение прямой полярности. То есть на корпус изделия подается «плюс», а на электрод «минус». Делается так потому, что при таком подключении, на детали, то есть «плюсе», выделяется до 70% тепла, а на электроде ― «минусе» всего 30%. Вследствие этого, металл детали плавится, а электрод меньше подвержен сгоранию. Исключением является сварка алюминия. В этом случае лучшие результаты получаются при сварке переменным током, так как при этом разрушается образование оксидной пленки. Что касается осциллятора, то при использовании переменного тока, после зажигания дуги, он переходит в режим стабилизации, подавая импульсы пробоя каждый раз, когда меняется полярность. Это обеспечивает стабильное горение электродуги.

Ввиду того, что вольфрамовый электрод не плавится, для образования шва в место горения дуги добавляется присадочный материал, который сварщик держит левой рукой, и при надобности подает.

В соединяемых деталях под действием температуры образуется ванночка с расплавленным металлом. Так как горелка имеет вход для подключения газового шланга, аргон по специальной полости проходит к газовому соплу и вырывается наружу между ним и вольфрамовым электродом. Таким образом, как бы «окутывая» электрод и варочную ванночку.

Помимо полости для газа, еще горелка имеет впускной и выпускной патрубки для подачи холодной жидкости и отвода нагретой. Это необходимо для охлаждения сопла горелки ввиду сильного перегрева.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

В этом случае, роль электрода выполняет стержень из металла, с нанесением рутила. При прямом касании электродом детали, происходит короткое замыкание (как при обычной электродуговой сварке), вследствие чего образуются пары расплавленного металла, которые и дают ионизацию в газовой среде аргона. Дуга зажигается благодаря этим парам, поэтому применение осциллятора в этом случае нет необходимости. Присадочная проволока подается вручную или специальным автоматизированным механизмом, в виде барабана с проволокой, роликов и электродвигателя с редуктором. Обычно такой вид оборудования находиться на специализированном сварочном посту.

Область применения

Аргонодуговая сварка (tig и mig/mag) с успехом применяется при соединении цветных металлов, легированных сталей и алюминия. Также она хороша при сварке алюминиевых и титановых сплавов. Например, легкосплавных дисков и других узлов автомобиля. При малой толщине свариваемых поверхностей, сварка аргоном может проводиться без дополнительных присадок.

Аргонная сварка плавящим электродом, применяется при соединении нержавеющей стали и алюминия.

Плюсы аргонодуговой сварки

Основными достоинствами аргонодуговой сварки являются:

1) высокое качество получаемого шва;

2) равномерное проплавление глубины металла;

3) незаменима при сваривании изделий из тонкого листового алюминия;

4) широкая сфера применения, начиная от автомастерских и заканчивая авиастроением;

5) не требует частой замены электрода, что не образует дефектов при остановке и возобновлении работы.

Недостатки аргонной сварки

1) при ручной сварке ― низкая производительность;

2) для качественной сварки, необходима высокая квалификация и достаточная практика;

3) автоматический вариант ― не всегда удобен, так как применяется для однопрофильных длинных швов. При сваривании коротких и разной ориентации соединений ― не практична;

Из рассмотренного выше понятно, что такой вид сварки намного эффективнее и универсальнее обычной электродуговой. Понятно, что для домашних целей это может быть дорогое удовольствие, но применяя эту технологию в бизнесе, оборудование с лихвой себя окупит за минимальный срок.

Электросварщик оборудования АЭС — Технология сварки трубопроводов из коррозионно-стойких аустенитных сталей

Содержание материала

Сварка стыков трубопроводов из коррозионно-стойких аустенитных сталей выполняется аргонодуговым либо комбинированным методом. Сварка только штучными электродами применяется тогда, когда имеется возможность выполнения подварки корня шва изнутри трубы, например при сварке труб большого диаметра.
Аргонодуговым методом целесообразно сваривать трубы с толщиной стенки до 6—8 мм; при большей толщине стенки экономически целесообразнее применение комбинированного способа сварки.
Для защиты корневого шва от окисления воздухом с внутренней стороны аргонодуговую сварку первых двух корневых слоев производят с заполнением трубы аргоном. Кроме защиты шва от окисления, применение поддува также способствует лучшему формированию обратного валика.

Рис. 4-9. Приспособление для защиты обратной стороны шва аргоном.
1 — заглушки из резины; 2 — свариваемые трубы, 3 — резиновый рукав, 4 и 5 — тросик.

Для уменьшения расхода аргона при поддуве объем, заполняемый аргоном, ограничивают специальными заглушками, устанавливаемыми при сборке труб на расстоянии 100—200 мм от стыка по обе стороны
(рис. 4-9). Подачу аргона начинают с таким расчетом, чтобы до сварки через образованную заглушками камеру был пропущен объем аргона, равный 4—5-кратному объему камеры.

Читайте также  Доска объявлений запорная арматура россии

Таблица 4-2
Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки неповоротных стыков труб из сталей аустенитного класса

Диаметр вольфрамового электрода, мм

Диаметр присадочной проволоки, мм

Сварочный ток, А

Расход аргона, л/мин

Рекомендуемое число проходов

При сварке коррозионно-стойких сталей применяются сварочные материалы, приведенные в табл. 2-1. Наибольшее применение находят сварочная проволока диаметром 1,6—2,0 мм, вольфрамовые электроды диаметром 2,0; 2,5; 3,0 и штучные покрытые электроды диаметром 3 и 4 мм.
Ориентировочные режимы аргонодуговой и электродуговой сварки стыков труб из аустенитных сталей указаны в табл. 4-2 и 4-3.
Таблица 4-3 Ориентировочные режимы тока при электродуговой сварке покрытыми электродами неповоротных стыков труб из аустенитных сталей.

При сварке штучными электродами околошовная зона на ширине не менее 100 мм должна быть покрыта раствором каолина в воде или асбестовой тканью для защиты труб от брызг расплавленного металла.

Рис. 4-10. Схема сварки вертикального стыка труб диаметром более 100 мм из коррозионностойкой стали.
1-8 — последовательность наложения швов.

Сварку стыков труб из аустенитных сталей следует выполнять узкими валиками. При сварке штучными электродами ширина валика должна быть не более трех диаметров электрода, при аргонодуговой — ширина сварочной ванны не должна превышать величины внутреннего диаметра сопла горелки.
Для уменьшения деформаций в месте стыка неповоротные стыки труб диаметром до 100 мм сваривают участками по 1/2 окружности. Сварку стыков труб большего диаметра выполняют вразброс участками по I /4 окружности (рис. 4-10).
При сварке стыков труб после выполнения каждого прохода сварку прекращают до остывания стыка в месте сварки до температуры ниже 100°С. Для уменьшений потерь рабочего времени можно одновременно сваривать два-три стыка.
Технологию сварки стыков трубопроводов в значительной степени определяет вид разделки сварного стыка. Поэтому в дальнейшем описание порядка сварки дается отдельно для каждого вида разделки стыков, наиболее распространенных на монтаже.
Сварка стыков с V-образной разделкой кромок производится штучными электродами, аргонодуговым и комбинированным способами. Выбор способа сварки зависит от диаметра и толщины стенки свариваемых труб, а также от возможности выполнения подварки обратной стороны шва изнутри трубы. Трубы диаметром до 159 мм с толщиной стенки 6 (8) мм, как правило, сваривают полностью аргонодуговой сваркой (рис. 4-11, а). Сварка корня шва и заполнение разделки выполняются с подачей присадочной проволоки.
При комбинированной сварке выполняют один или два первых слоя аргонодуговым способом. Последующие слои выполняют штучными электродами (рис. 4-11, б)
Сварка штучными электродами может применяться для выполнения сварных швов труб больших диаметров, например 1220Х10 мм, при возможности выполнения подварки корня шва изнутри трубы. Сварка в этом случае производится в следующем порядке.
Вначале производят сварку снаружи трубы на все сечение стыка. При этом корень шва выполняют электродами диаметром не более 3 мм, а последующие слои — диаметром 3—4 мм. Затем производят зачистку корня, шва изнутри трубы, после чего выполняют подварочный шов (рис. 4-11, в).
Сварка стыков трубопроводов со ступенчатой разделкой кромок производится аргонодуговым или комбинированным способом. При этом сборку стыков труб производят без зазоров (рис. 4-12). Корневой слой выполняют агронодуговой сваркой без присадочной проволоки. Формирование корневого шва в этом случае происходит только за счет расплавления металла трубы.
Заполнение разделки производят либо аргонодуговой сваркой с подачей присадочной проволоки, либо штучными электродами, применяемыми при толщине стенок труб более 6—8 мм.
Сварка стыков трубопроводов с расплавляемой вставкой производится аргонодуговым либо комбинированным способом.

Рис. 4-11. Схема сварки корня шва и заполняющих слоев стыков труб с V-образной разделкой кромок.
а -ручной аргонодуговой сваркой (РАДС); б — комбинированной сваркой (РАДС+РЭДС); в — ручной электродуговой сваркой (РЭДС).

Рис. 4-12. Схема сварки корня шва и заполняющих слоев стыка труб со ступенчатой разделкой кромок.

Применение расплавляемых вставок преследует две дели: получение хорошего формирования шва с внутренней стороны трубы и легирование корня шва путем подбора материала расплавляемого кольца. Наибольшее применение в последнее время получили расплавляемые вставки прямоугольного сечения, изготовляемые из сварочной проволоки (рис. 4-13).
Расплавляемая вставка устанавливается между стыкуемыми трубами без зазоров и скрепляется прихватками. Прихватка и сварка корневого шва производятся аргонодуговой горелкой без применения присадочной проволоки. Корневой шов формируется за счет расплавления вставки и кромок свариваемых труб. При выполнении корневого шва аргонодуговой горелке, кроме поступательного движения, придают небольшие колебательные движения с амплитудой 2—3 мм.
Заполняющие слои шва выполняются аргонодуговой сваркой или штучными электродами.
При монтаже АЭС с реакторами ВВЭР-440 наибольшую сложность представляет сварка стыков трубопроводов главного циркуляционного контура, изготавливаемого из труб диаметром 560 мм с толщиной стенки 32 мм. Трубопровод поставляется на монтаж блоками. Блоки укрупняют в цехе предмонтажных работ. Затем производят монтаж трубопровода и сварку монтажных стыков. Часть стыков сваривают автоматическим способом. Стыки, расположенные в труднодоступных местах, сваривают вручную. Ручная сварка стыков осуществляется с обязательным применением расплавляемой вставки, изготовляемой из сварочной проволоки марки Св-04Х19Н11МЗ.

Рис. 4-14. Сборка стыка труб главного циркуляционного контура с расплавляемой вставкой под ручную сварку.

Рис. 4-13. Схема сварки стыка труб со ступенчатой разделкой и расплавляемой прямоугольной вставкой.

При сварке стыка без расплавляемой вставки избежать возникновения трещин не удается, так как металл труб (сталь марки 08Х18Н12Т) имеет чисто аустенитную структуру, склонную к образованию горячих трещин при сварке. Применение расплавляемой вставки с регламентированной ферритной фазой способствует образованию в корневом слое аустенитно-ферритной структуры, стойкой к образованию горячих трещин.
Сборку и сварку стыков производят в такой последовательности. Вначале через свободные концы труб устанавливают приспособление для защиты обратной стороны шва аргоном. Затем производят сборку стыка с установкой расплавляемой вставки (рис. 4-14). Прихватку собранного стыка производят аргонодуговой сваркой без применения присадочной проволоки. Накладывают прихватки равномерно по периметру стыка через каждые 300—350 мм, длина прихваточных швов 40—50 мм. Выполнение прихваток ведется с поддувом аргона.
Корневой слой выполняется аргонодуговой сваркой без присадки одним сварщиком. В процессе сварки горелке придают поступательные движения в направлении сварки и колебания поперек шва с амплитудой 2—3 мм, при этом особое внимание должно быть обращено на полное расплавление вставки.
Заполнение разделки стыка производят одновременно два сварщика, причем первые два слоя выполняют аргонодуговой сваркой присадочной проволокой Св-О4Х19Н11М3 0 2 мм, а последующие слои электродами ЭА-400/10Т либо ЭА-400/10У диаметром 3 и 4 мм.

Рис. 4-15. Схема сварки секционных отводов.

Защита обратной стороны шва аргоном сохраняется при выполнении первых двух слоев.
При выполнении сварки штучными электродами рекомендуется производить послойную зачистку швов абразивным камнем с просмотром каждого валика на наличие дефектов. Обнаруженные дефекты сразу выбирают абразивным инструментом.
Качество сварки стыка контролируется просвечиванием: первоначально после выполнения корневого шва и после окончания сварки, затем производится цветная дефектоскопия.
Сварка фасонных деталей трубопроводов. Выше уже отмечалось, что часть трубопроводов, например трубопроводы специальной канализации, полностью изготавливают непосредственно на монтажной площадке. При этом приходится изготавливать секционные сварные отводы, конусные сварные переходники, а также производить сварку патрубков.
Секционные сварные отводы изготавливают главным образом из труб (рис. 4-15). Секторы для отводов вырезают либо механическим способом на токарных станках, имеющих специальное приспособление, либо плазменной резкой на специальных установках, обеспечивающих получение сектора. После плазменной резки кромки секторов дополнительно обрабатывают абразивными кругами. При изготовлении отводов применяется V-образная подготовка кромок.
Сварка секторных отводов производится аргонодуговым, комбинированным либо электродуговым методом. Как правило, сварку производят с подваркой корня шва изнутри отвода. Перед проведением подварки производят тщательную зачистку корня шва абразивным кругом изнутри отвода. Сварку секторных отводов целесообразно производить с поворотом на 180°, чтобы избежать сварки швов в потолочном положении.

Рис. 4-16. Схема вварки патрубков в трубопровод.
а — при сборке без подкладного кольца; б — при сборке на подкладном
кольце.

Вварка патрубков в трубопровод. В зависимости от условий работы и диаметра трубопровода патрубок собирают и уваривают без подкладного кольца или на подкладном кольце, удаляемом после сварки механическим путем (рис. 4-16).

Рис. 4-17. Схема сварки конусного переходника.

Подготовка и сборка соединения представляют определенные трудности, так как необходимо обеспечить подгонку соединяемых элементов по сложной кривой линии сопряжения. Конец патрубка обрабатывают таким образом, чтобы в любой точке сопряжения патрубка и трубы угол раскрытия сохранился равным 50±5°.
Приварка патрубка, собираемого на подкладном кольце, не представляет особой сложности. Выполняется она ручным дуговым или комбинированным методом. При сборке без подкладного кольца (для патрубков с диаметром более 377 мм) приварку производят с подваркой корня шва изнутри патрубка. Последовательность сварки такая же, как всех сварных соединений, выполняемых с подваркой корневого шва. Конусные сварные переходы изготавливают из листа с одним или двумя швами (рис. 4-17). Собранные под сварку переходы сваривают аргонодугой, комбинированной либо электродуговой сваркой с подваркой корня шва изнутри перехода.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: