Pravila in tehnologije za varjenje kovin

Varjenje je način spajanja delov iz homogenega materiala: plastika s plastiko, kovina s kovino. Pri varjenju se kontaktne površine talijo ali tesno sklenejo. V kontaktnem območju je fuzija dveh materialov v eno. Rezultat je močna tesna povezava dveh površin.

Varjenje je kombinacija delov, izdelanih iz istega materiala, ki sestavljajo en sam dizajn.

Staljena kovina varjenje se uporablja za zapiranje kvalitativne kritičnih delov: Elementi cevovoda, karoserije vozila (avtobusi, letala), kovinsko steno garaže in vrata, športne drogu podpore, spojine s armature v betonske stene in več. Katere vrste varjenja uporabljajo sodobno varilno tehnologijo? Kako je kovinsko varjenje pravilno izvedeno?

Vrste varjenja kovinskih površin

Varjenje kovin se lahko izvede s taljenjem kontaktnih površin ali s stiskanjem. V tem primeru se imenujejo varilni procesi:

• fuzijsko varjenje (ali taljenje);
• varjenje s plastično deformacijo.

Razvrstitev glavnih vrst varjenja.

Deformacijsko lepljenje se lahko izvede s predhodnim segrevanjem ali brez nje. Deformiranje površin brez ogrevanja se imenuje hladno varjenje. Z gosto kompresijo so atomi različnih materialov v neposredni bližini in tvorijo medatomske vezi. Pojavi se površinska povezava.

Med fuzijskim varjenjem so površine za spajanje lokalno ogrevane in se talijo. Pogosto se uporablja tretji (polnilni) material, ki se topi in napolni vrzel med dvema kovinama. Hkrati se v talini talata tvorijo medatomske vezi med glavnim materialom in dodatkom (staljena elektroda). Po ohlajanju in strjevanju se tvori trdni zvari.

Lokalno ogrevanje delov za varjenje lahko izvede električni tok ali gorljivi plin. V skladu s postopkom lokalnega ogrevanja se varjenje deli na dve vrsti:

• električni (vključno elektroslag, elektrofluid, laser);
• plin

Imena določi uporabljeni vir toplote. Električna energija lahko deluje neposredno in posredno. Z direktno uporabo električna energija segreva kovinsko in polnilno elektrodo zaradi prehoda toka preko njega ali nastanka loka. Pri posredni uporabi se različne energije, ki nastanejo pri delovanju električne energije: energija staljene žlindre, skozi katero teče tok, energija elektrona v električnem polju, laserski žarek, ki se pojavi pri uporabi električne energije.

Razvrstitveni tipi električnega varjenja.

Varjenje kovinskih površin se lahko izvede v ročnem ali avtomatskem načinu. Nekatere vrste varjenih spojev so možne samo z uporabo avtomatizacije (na primer, elektroslaga ali šiva), druge pa so na voljo za ročne varilne naprave.

Električno varjenje je predstavljeno z dvema metodama:

• električni lok;
• električni kontakt.

Podrobneje razmislimo o tem, kako pride do spoja površin med lokom in kontaktnim varjenjem.

Električno obločno varjenje kovin in elektrokontakt

Delovanje električnega toka

Ta vrsta varjenja uporablja za ogrevanje vročine električnega loka. Lup, ki je nastal med kovinskimi površinami, je plazma. Interakcija kovinskih površin s plazmo povzroči njihovo segrevanje in taljenje.

Načelo delovanja elektroobločnega varjenja.

Varjenje z električnim lokom lahko izvedemo z uporabo potrošne elektrode ali vrste, ki je ni mogoče porabiti (grafit, premog, volfram). Talilna elektroda je hkrati tudi povzročitelj električnega obloka in dobavitelj polnilne kovine. Z elektrodo, ki se ne porablja, se palica uporablja za vzbujanje loka, ki se ne stopi. Polnilni material se vnaša v varilno območje posebej. Ko se lok zažge, se dodatek raztopi in robovi delov, nastala tekoča kopel tvori šiv po strjevanju.

V nekaterih tehnoloških procesih se povezava površin zgodi brez vložitve polnilnega materiala, le z mešanjem dveh osnovnih kovin. Tako proizvede varilno volframovo elektrodo.

Če električni lok ne sveti prosto, ampak je stisnjen s plazemsko gorilnico, plazma ioniziranega plina pa se prepiha skozi to, potem se ta vrsta varjenja imenuje plazma. Temperatura in moč plazemskega varjenja sta višji, saj se med stiskanjem luka doseže višja temperatura njegovega gorenja, kar omogoča varjenje neodzivnih kovin (niobij, molibden, tantal). Plazemski plin je tudi zaščitno sredstvo za povezovanje kovin.

Zaščita staljene kovine in legiranje z električnim kontaktom

Shema elektrokontaktnega varjenja.

Če med obrezovanjem loka kovinske površine ščitijo pred oksidacijo s plinom ali vakuumom, se tak sklep imenuje varjenje v zaščitnem okolju. Zaščita je potrebna za varjenje kemično aktivnih kovin (cirkonij, aluminij), kritičnih delov iz legiranih zlitin. Zaščita varjenja z drugimi snovmi je možna: fluks, žlindra, žlebasta žica. V skladu s tem so bile uporabljene metode varjenja imenovane: varjenje z elektrolitskim varjenjem, vakuum. Vse to je sprememba metode električnega loka z uporabo drugačnega zaščitnega okolja, da se prepreči oksidacija taline, spremeni njegova kemična sestava in izguba lastnosti zvarjenega sklepa.

Električno varjenje uporablja toploto, ki nastane na stiku med dvema površinama, ki jih je treba variti. Na ta način se izvede točkovno varjenje: deli se pritisnejo drug proti drugemu, dokler se ne dotikajo več točk. Stična mesta bodo mesta največjega upora in maksimalno segrevanje površine. Zaradi tega segrevanja se kovinski elementi stopijo in se priključijo na kontaktne točke.

Tehnika elektroobločnega varjenja

Načelo priključitve in delovanja elektroobločnega varjenja.

Tehnologija varjenja kovin z električnim lokom je sestavljena iz zaporedja ukrepov za organizacijo dela varilnega stroja in neposredno opravljanje varjenja.

Priprava je sestavljena iz namestitve varilnega pretvornika, izbire elektrod in izvedbe potrebnega robu (priprava površine).

Po namestitvi varilnega stroja na varilno mesto je kontaktna žica s pomočjo "krokodila" (priključna konstrukcija) pritrjena na eni od kontaktnih kovinskih površin. Varilni stroj je vklopljen in njegov tok nastavi trenutni regulator. Jakost toka je odvisna od velikosti elektrode in debeline delov, ki jih je treba variti. Za elektrodo s premerom 3 mm mora biti tok enako 80-100 A.

Če je površina kovine pobarvana ali oksidirana, da tvori plast rje, jo je treba opraskati s kovinsko krtačo, da se zagotovi pravilen stik v spoju.

Določi se vrsta priključkov kontaktnih površin:

• rit joint
• prekrivanje;
• kotni;
• tavrovoe;
• konec.

Vrste varjenih spojev in šivov.

Podrobneje razmislimo o značilnostih varjenja različnih vrst sklepov. Zaobljen sklep običajno zahteva predhodno pripravo robov površin, ki jih je treba variti: poševnice so izdelane vzdolž robov. Obroči V so izdelani vzdolž robov pločevin z debelino 5 do 15 mm, v obliki črke X - na listih debeline več kot 15 mm. Odstranjevanje v obliki črke V na stičišču površin omogoča pridobitev vdolbine, ki se uporablja za varjenje. X-oblikovani robovi kažejo na prisotnost žlebov in izvajanje zvarov na obeh straneh sklepa.

Kotni in T-sklepi so lahko izdelani tudi s stožčastimi robovi (z rezalno površino) ali brez kosov in rezov (odvisno od debeline varjenega dela).

T-oblikovane in kotne povezave vam omogočajo povezovanje delov različnih debelin. Položaj elektrode mora biti bolj navpičen na površino, ki ima večjo debelino.

Elektrode za varjenje: vrste in izbor

Elektroda za varjenje je kovinska palica, prevlečena s prevleko. Sestav premaza je zasnovan tako, da med oksidacijo ščiti kovino zvara pred izgorevanjem. Tok prenaša kisik iz staljene kovine, ki preprečuje oksidacijo in sprošča zaščitno plino, kar tudi preprečuje oksidacijo. Sestava prevleke vključuje naslednje komponente:

Shema elektrode za varjenje: 1 - palica; 2 - prehodni del; 3 - premaz; 4-pinski konec brez premaza; L je dolžina elektrode; D je premer prevleke; d je nazivni premer palice; l je dolžina odstranjenega konca

• vžigalni in zgorevalni stabilizatorji (kalij, natrij, kalcij);
• zaščita žlindre (spar, silicijev dioksid);
• oblikovanje plinov (lesna moka in škrob);
• rafinacijske spojine (za odstranjevanje in vezavo žvepla in fosforja, nečistoče, škodljive za varjenje kovin);
• legirni elementi (če šiv zahteva posebne lastnosti);
• veziva (tekoče steklo).

Komercialno dostopne elektrode imajo premer 2,5 do 12 mm, pri ročnem varjenju pa največ 3 mm elektrode.

Izbira premera elektrode določi debelina površin, ki so varjene, potrebna globina penetracije. Obstajajo tabele, ki dajejo priporočene vrednosti za premeri elektrod glede na debelino površin, ki se talijo. Morate vedeti, da je možno manjše zmanjšanje premera elektrode, hkrati pa povečati čas za izvedbo postopka. Elektroda manjšega premera omogoča boljši nadzor nad procesom, kar je pomembno za začetnika varilca. Tanjša elektroda se lahko premika počasneje, kar je pomembno v učnem procesu.

Značilnosti obločnega varjenja: definicija in pomen

Pred varjenjem določimo optimalne karakteristike varilnega procesa:

Tabela izbira toka za varjenje.

1. Trenutna moč (nastavljiva na varilnem stroju). Tok je določen s premerom elektrode in materialom njene obloge, lokacijo šiva (navpično ali vodoravno), debelino materiala. Bolj debelejši material, večji je tok, potreben za segrevanje penetracije. Nezadosten tok ne preplaši preseka šiva zaradi pomanjkanja penetracije. Preveč toka bo privedlo do pretirano hitro taljenja elektrode, ko se navadna kovina še vedno ne raztopi. Priporočena trenutna vrednost je navedena na pakiranju elektrod.
2. Trenutne lastnosti (polarnost in spol). Večina varilnih naprav uporablja enosmerni tok, pretvori ga iz toka s pomočjo usmernika, vgrajenega v napravo. Pri konstantnem toku se elektronski tok premika v eni (določeni po polarnosti) smeri. Polariteta varjenja določa smer pretoka elektronov. Obstoječe polarnosti so izražene v povezavi z elektrodo in delom:

• ravna črta - detajl "+" in elektroda na "-";
• obratno je detajl "-", elektroda do "+". Zaradi gibanja elektronov od "minus" do "plus" se na pozitivnem polu "+" generira več toplote kot pri negativnem "-". Zato je pozitivni pol postavljen na element, ki zahteva bolj pomembno ogrevanje: litoželezo, jeklo debeline 5 mm ali več. Tako neposredna polarnost zagotavlja globok prodor. Pri povezovanju delov in listov z tankimi stenami se uporablja povratna polarnost.

1. Ojačana napetost (ali dolžina loka) je razdalja med koncem elektrode in kovinsko površino. Pri elektrodi s premerom 3 mm je priporočena dolžina oboda 3,5 mm.

Kako se izvaja varjenje z luknjami: tehnologija

Začetek varjenja: zaporedje vžiga v loku

Metode vžigalnega varjenja.

Za oblikovanje loka se v sponko vstavi nova elektroda in na trdo površino privlači premaz na svojem delovnem koncu. Pod žlindro je kovinski dodatek, žlica sama služi kot izolacija in zapira dodatek iz vžiga. Po tem se drog elektrode približa kovinski površini na najmanjši možni razdalji, 3-5 mm, s čimer se izognemo kontaktu. V tem primeru se elektroda drži pod kotom na površini kovine, ki je privarjena. Tehnologija kovinskega varjenja z elektrodo regulira kot nagiba elektrode v količini 60-70 ° C. Vizualno je ta kot skoraj navpičen, z rahlim pristranskostem.

Za vžig loka, elektroda udaril na površino kovine, kot je vžig tekmo na škatli žvepla.

Če je elektroda preblizu kovinske površine, ki jo je treba variti, se bo pojavilo lepljenje in kratek stik. Za tiste, ki začnejo kuhati, se elektroda pogosto zapre. S pridobitvijo spretnosti pravilne lokacije elektrode nad kovino, ne bi smeli podpreti optimalne razdalje za lepljenje. Adherentno elektrodo lahko raztrgamo z nagibanjem v drugi smeri ali izklopom varilnega stroja.

Če se elektroda dotika prepogosto, je možno, da tok ni dovolj visok, ga je treba povečati.

Pri optimalni pravilni razdalji elektrode od varilne točke (približno 3 mm) se tvori lok s temperaturo približno 5000-6000 ° C. Po vžigu loka se lahko elektroda z delovne površine rahlo dvigne za nekaj milimetrov.

Prenos elektrode in varilni bazen

Shema zvarnega bazena.

Ko se elektroda in osnovni material talita, se tvori zvarni bazen (bazen staljene kovine).

Elektroda in lok skupaj z varjeno kopeljo (območje staljene kovine) gladko premikajo vzdolž priključne črte. Hitrost gibanja elektrode se določi s hitrostjo taljenja kovine in spremembo barve. Hitro premikanje elektrode poteka pri obdelavi s tankimi listi, hitro segrevanje in enostavno oblikovanje varjene kopeli. Slow motion elektroda se nanaša na debele masivne sklepe.

Oblika gibanja elektrode (ravna, cikcak, zanka) se določi s širino zvara in globino prodiranja. Elektroda se lahko premika ravno (naravnost) z majhno širino varjenja. Lahko premakne zanke, cikcak, če morate vreti dovolj širine in globine povezave. Variante gibanja elektrode so prikazane na sliki 1.

Slika 1. Načini gibanja elektrode.

Iztok šiva po strjevanju zvarnega bazena določi položaj elektrode med varjenjem. Če se elektroda nahaja skoraj navpično, bo šiv gladek in prodor bo globok. Več nagnjena razporeditev elektrode tvori konveksno površino zvarjenega sklepa in zmanjša globino prodiranja. Nagibanje elektrode premakne lok v smeri šiva, kar oteži nadzor nad varjenjem.

Za visokokakovostno spojino mora biti staljena kopel tanke robove, dovolj tekoča in poslušno premikati za elektrodo.

Kopel v svetlobnem filtru (skozi temno steklo) izgleda kot oranžna površina z valovi. Videz oranžne kopeli (kapljica taline) se lahko šteje za indikator nadaljnjega gibanja elektrode. To pomeni, da se pojavi oranžna barva, nato pa elektrodo premaknite še nekaj milimetrov.

Diagram naprave in glavni indikatorji zvarnega bazena.

Na koncu penetracije je potrebno povečati velikost zvarnega bazena. Da bi to naredili, je treba elektrodo držati nad to točko še nekaj sekund.

Če pride do penetracije materiala, je potrebno zmanjšati količino toka in vzeti drugo elektrodo (manjšega premera). Ohlajene luknje je dovoljeno ohladiti, iz njih odstranite žlindro, nato pa pivo.

Po varjenju morate udariti s kladivom na zvara. To bo odstranilo lestvico in vizualno preveri varjen spoj za kakršne koli prekinitve ali slabe penetracije.

Tehnologija kontaktiranja, šiva in plina pri varjenju kovin

Tehnologija kovinskega varjenja po stiku ima nekaj posebnosti. Tok je povezan z deli, ki jih je treba zvariti, nato pa se z njimi povežejo. Kontaktne točke se pojavijo vzdolž zgornje površine, v kateri se nekaj sekund segreva kovina pred njenim taljenjem. Po tem se tok izklopi, medtem ko so obrabljene površine pritrjene drug proti drugemu, kar zagotavlja tesen stik s tališči.

Tehnologija varjenja s šivom.

Ko varilni stroj deluje varilni stroj. Ta vrsta varjenja omogoča doseganje enakomerne trdnosti na površinah z dolgimi listi. V aparatu za šivalne varilne elektrode so vrtljivi valji. Povezani kovinski listi se prehajajo med njimi.

Plinsko varjenje uporablja toploto za oksidacijo gorljivega plina z visoko kalorično vrednostjo, kot je acetilen, propan ali butan. Plin in kisik se zmešata v gorilniku, iz katerega pride plamen.

Varjenje elektroslaga je vrsta varjenja v zaščitnem okolju. V tem tehnološkem obratovanju je žlunda zaščitna snov, ki ščiti staljeno kovino pred stikom z zrakom. Ta vrsta varjenja se izvede samodejno.

Oprema: izbira varilnega stroja in sredstev za zaščito

Za zaščito oči pred opeklinami med varjenjem morate uporabiti masko s svetlobnim filtrom.

Za varjenje je potrebna velika količina električnega toka, ki se napaja z elektrodo. Sodobna naprava, ki zagotavlja konstanten tok toka na varilno mesto, se imenuje pretvornik. Starejši modeli aparatov za varjenje so imeli veliko količino in veliko težo, novi pretvorniki so se zlahka prenašali, ne povzročajo pogrezanja omrežja (to stanje se odraža v izgubi napetosti in utripanju žarnic po celotni stanovanjski zgradbi ali v celotni ulici zasebnega sektorja). Veliko sodobnih inverterjev ima zaščito pred kratkim stikom. Ko se elektroda dotakne, se pretvornik samodejno izklopi.

Zaščitni inventar: maska ​​z svetlobnim filtrom (temno steklo). Svetlobni filter ščiti oči pred opeklinami. Brez nje lahko dobite rožnate opekline različno: od pljuč, ko pride občutek prisotnosti peska v oči, do hudih, kadar je nemogoče obnoviti vid.

Kakovost zaščite svetlobnega filtra določa število. Bolj debelejše elektrode in večji varilni tok, za zaščito vida je potreben močnejši svetlobni filter.

Obvladovanje plodnosti dela z varilnim strojem, ki ohranja pravilno razdaljo loka, naklon elektrode oblikuje spretnosti varilca. Strokovnost je odvisna od sposobnosti upravljanja procesa, za pridobitev visoko kakovostnih povezavnih površin.

Sodobni varilni inverterji omogočajo samostojno obvladovanje umetnosti varilca in varjenje z lastnimi rokami.