Механізована зварка і наплавлення в середовищі захисних газів

Вельми ефективним способом захисту розплавленого металу при зварці від кисню і азоту повітря є застосування захисних газів.

Найбільше застосування при ремонті автомобілів одержали:

· автоматичні і напівавтоматичні зварка і наплавлення в середовищі вуглекислого газу

· і аргоново-дугова зварка.

При зварці і наплавленні захист металу від окислення здійснюється струменем вуглекислого газу, який надійно ізолює зону наплавлення від навколишнього середовища і забезпечує отримання наплавленого металу високої якості з мінімальною кількістю пір і оксидів.

Проте в процесі наплавлення частина вуглекислого газу потрапляє в зону горіння електричної дуги і піддається дисоціації:

2СО₂ ®2СО+О₂.

Кисень, що утворюється при цьому, може викликати окислення металу. Для того, щоб виключити появу оксидів при наплавленні і зварці; деталей в середовищі вуглекислого газу, застосовують електродний дріт з підвищеним вмістом розкисляющих елементів (кремнію і [марганцю).

Автоматичне наплавлення в середовищі вуглекислого газу застосовують при відновленні зношених поверхонь деталей.

Для цієї мети звичайно використовують зварювальні автомати

А-580М, вживані при наплавленні під флюсом, але на них встановлюють спеціальний мундштук з пальником для подачі захисного газу.

При наплавленні використовують токарний верстат, в патроні якого встановлюють деталь, а на супорті кріплять наплавлювальну головку.

Подача вуглекислого газу в зону наплавлення здійснюється по схемі: балон з вуглекислим газом — підігрівач — осушувач — знижуючий редуктор -- расходомер —-пальник (мал..4).

 

 

Мал..4. Принципова схема установки для наплавлення електродуги в середовищі вуглекислого газу:

1- кассета з дротом; 2 —- наплавлювальний апарат; 3 — ротаметр;

4 - редуктор; 5 — осушувач; 6 - підігрівач; 7 - баллон з вуглекислим газом; 8 — деталь

 

При виході з балона газ за рахунок різкого розширення переохолоджується. Щоб підігріти, його пропускають через електричний підігрівач. Воду, що міститься у вуглекислому газі, видаляють за допомогою осушувача, який є патроном, наповненим зневодненим мідним купоросом або силікагелем. Тиск газу знижують за допомогою кисневого редуктора, а витрату його контролюють ротаметром.

Напівавтоматичну зварку в середовищі вуглекислого газу застосовують при ремонті кабін, кузовів і інших деталей, виготовлених з листової сталі невеликої товщини.

При цьому використовують напівавтомати А-547Р, А-825М, А-537У. ПДГ-302 і ін.

Як джерела струму при зварці і наплавленні в середовищі вуглекислого газу застосовують зварювальні перетворювачі і зварювальні випрямлячі з жорсткою зовнішньою характеристикою.

При зварці деталей застосовують електродний дріт св. 08ГС,св. 08Г2С, св. 12ГС, а при наплавленні — легований дріт св. 18ХГСА, Нп-ЗОХГСА, Нп-65Г.

 

Наплавлення дротом Нп-ЗОХГСА забезпечує отримання наплавленого металу з твердістю НRС 30... 35.

При використовуванні дроту Нп-65Г твердість наплавленого металу підвищується до НRС 50... 52.

При необхідності одержати вищу твердість деталь після наплавлення піддають термічній обробці.

Режим наплавлення визначається тими ж параметрами, що і при наплавленні під флюсом, проте є деякі відмінності в їх величині.

Діаметр електродного дроту рекомендується застосовувати не більш 0,8...2 мм. Сила зварювального струму встановлюється залежно від діаметру електроду в межах 70...220 А при напрузі дуги 18...22 В.

Швидкість наплавлення може бути значно підвищено в порівнянні з наплавленням під флюсом до 80...100 м/год.

Витрата вуглекислого газу залежить від сили струму і встановлюється 8...15 л/хв.

Наплавлення в середовищі вуглекислого газу в порівнянні з автоматичним наплавленням під флюсом має наступні достоїнства:

• менший нагрів деталей;
• можливість зварки і наплавки при будь-якому просторовому положенні деталі;
• вищу продуктивність процесу за площею покриття в одиницю часу (на 20...30%);
• можливість наплавлення деталей діаметром менше 40 мм;
• відсутність трудомісткої операції по видаленню шлакової кірки.

До числа недоліків цього способу наплавлення слід віднести:

• підвищене розбризкування металу,
• необхідність застосування легованого електродного дроту для отримання наплавленого металу з необхідними властивостями.

Аргоново-дугова зварка. При цьому способі зварки електрична дуга горить між неплавким вольфрамовим електродом і деталлю. У зону зварки подається захисний газ — аргон, який, оточуючи зварювальну дугу, створює зону зосередженого нагріву деталі. Присадний матеріал вводиться в зварювальну дугу у вигляді дроту так само, як при газовій зварці.

Аргон надійно захищає розплавлений метал від окислення киснем повітря. Наплавлений метал виходить щільним, без пір і раковин.

Аргоново-дугову зварку здійснюють за допомогою установок типу УДАР і УДГ. Найбільше застосування одержали установки УДГ-301 і УДГ-501, які працюють на змінному струмі.

Для закріплення вольфрамового електроду, підвода до нього зварювального струму і подачі в зону горіння дуги аргону застосовують спеціальні пальники ГРАД-200 і ГРАД-400, розраховані на величину струму відповідно не більш 200 і 400 А.

Як неплавкий електрод використовують прутки лантанірованого вольфраму діаметром 4...10 мм. Величину струму встановлюють залежно від діаметру електроду в межах 100...500 А.

Використання електродів із збільшеним діаметром для даної величини струму неприпустимо, оскільки це приведе до зниження нагріву електроду, зменшенню електронної емісії і до нестійкого горіння дуги.

Перевагами аргоново-дугової зварки є:

• висока якість зварювального шва (відсутність пір і раковин);
• висока продуктивність процесу (у 3...4 рази вище, ніж при газовій зварці);
• невелика зона термічного впливу;
• зниження втрат енергії дуги на світлове випромінювання, оскільки аргон затримує ультрафіолетове проміння.

До недоліків аргоново-дугової зварки слід віднести високу вартість процесу (у 3 рази дорожче, ніж при газовій зварці) і дефіцитність аргону.

Не дивлячись на вказані недоліки, аргоново-дугова зварка знайшла широке застосування при зварці деталей з алюмінієвих сплавів і титана.