Soldadura en gas de protecció: modes, tecnologia, aplicació, GOST

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Les tecnologies per a la implementació d'operacions de soldadura en relació amb peces metàl·liques permeten avui dia aconseguir un alt nivell d'organització del procés en termes de seguretat, ergonomia i funcionalitat. Així ho demostra la difusió d'equips semiautomàtics i robòtics per a la realització dels principals passos tecnològics en la unió tèrmica de peces. Paral·lelament a això, també creixen els requisits de qualitat de les costures. En aquesta direcció, el major èxit es pot aconseguir mitjançant la soldadura en gas de protecció, que preveu la possibilitat d'aïllar la zona de treball dels efectes negatius de l'aire atmosfèric.

L'essència de la tecnologia

El procés de soldadura en un entorn de gas protector és un derivat de la combinació de diversos mètodes d'acció tèrmica sobre metalls amb la possibilitat de connexió estructural de peces de treball. En primer lloc, aquest mètode es basa en el mètode de soldadura per arc, que en si mateix proporciona un control òptim sobre els elèctrodes i les superfícies de les peces objectiu amb estructures. En aquest format, l'usuari pot ocupar qualsevol espaiposicions utilitzant equips mòbils i compactes. Tot això es refereix a l'ergonomia organitzativa de l'esdeveniment de treball, i l'essència dels processos electroquímics de soldadura en gas de protecció es revela per les especificitats de l'entorn en què es realitza l'operació. Per començar, cal destacar la importància de protegir la piscina de soldadura dels efectes negatius de l'aire atmosfèric. El contacte directe de la fosa de la palangana amb l'oxigen condueix a la formació d'escòries a la superfície, l'oxidació del recobriment i l'aliatge incontrolat de l'estructura metàl·lica. En conseqüència, per excloure aquests efectes, s'utilitzen aïllants especials: recobriments, materials a granel com el flux i el gas, que s'introdueixen a l'àrea de treball amb equips especials. L'últim mètode de protecció determina les característiques del mètode considerat de producció de soldadura.

Normes generals per a la soldadura segons GOST 14771-76

D'acord amb el GOST especificat, aquest mètode de soldadura es pot utilitzar per realitzar costures a una cara i a dues cares mitjançant juntes a tope, cantoneres, en T i solapades. Pel que fa als paràmetres principals del procés, inclouen els següents:

• Gesssor de les peces: entre 0,5 i 120 mm.
• Error permès en soldar peces amb un gruix de 12 mm - de 2 a 5 mm.
• El pendent de la superfície de la costura només es permet si es garanteix una transició suau d'una peça a una altra.
• Quan es solden peces amb una diferència significativa de gruix, es realitza prèviament un bisell en la direcció d'una peça més gran a una de petita.
• Concavitat i convexitat de les soldadures de filet segonsLes toleràncies de GOST 14771-76 no haurien de ser superiors al 30% de la part de l'angle que s'està formant, però al mateix temps s'han d'ajustar a 3 mm.
• La quantitat de compensació admissible de les vores abans de la soldadura entre elles depèn del gruix de les peces. Per exemple, en el cas d'elements de fins a 4 mm de gruix, aquesta xifra és d'uns 0,8-1 mm, i si estem parlant d'espais en blanc de 100 mm, la distància de compensació haurà d'encaixar en 6 mm.

Gasos de soldadura usats

Des del punt de vista de la soldadura, tots els mitjans gasosos es divideixen en inerts i actius. Atès que la tasca principal de la mescla de gasos és la funció d'aïllament, el més valuós són els mitjans que no afecten el metall que s'està processant. Aquestes mescles inclouen substàncies monoatòmiques inerts com l'heli i l'argó. Tot i que, d'acord amb GOST, la soldadura en gasos de protecció s'ha de dur a terme en un entorn de diòxid de carboni i també es permeten combinacions amb mescles d'oxigen. Pel que fa als gasos actius, poden afectar el metall tant en estat fos com en estat sòlid. La presència de gasos a l'estructura molecular d'un metall generalment es considera indesitjable, però hi ha excepcions a causa de les particularitats d'aquestes combinacions en diferents condicions.

La naturalesa de la influència de l'entorn del gas sobre el metall

Immediatament val la pena destacar els efectes negatius del gas durant la soldadura per arc a les peces. Durant el refredament i l'escalfament fort, les substàncies gasoses dissoltes a l'estructura molecular poden provocar la formació de porus, que lògicament redueixenpropietats de resistència del producte. D' altra banda, els àtoms d'hidrogen i d'oxigen poden ser útils en futures operacions de dopatge. I això per no parlar de la utilitat del gas de protecció actiu en la soldadura d'aliatges i acers austenítics, que són difícils de fondre si s'utilitzen mescles aïllants inerts. Com a resultat, el problema per als tecnòlegs no és triar la mescla de gas adequada, sinó crear condicions que puguin minimitzar els efectes nocius del gas actiu sobre la piscina de soldadura i, alhora, preservar els efectes positius de la solubilitat..

Tècnica de procés de soldadura

Es subministra una font de corrent elèctric a la peça de treball i a l'elèctrode, que després s'utilitzarà per crear i mantenir l'arc de soldadura. Des del moment de l'encesa de l'arc, l'operador ha de mantenir la distància òptima entre l'elèctrode i el conjunt de soldadura format, tenint en compte els indicadors de temperatura i la zona coberta per efectes tèrmics. Paral·lelament, el gas es subministra a la zona de treball mitjançant un cremador d'un cilindre connectat. L'aïllament de gas es forma al voltant de l'arc. La intensitat de la formació de la costura dependrà de la configuració de la ubicació de les vores i del gruix dels productes. Com a regla general, la proporció del metall base a l'estructura de soldadura, que es forma durant la soldadura en un gas de protecció, és del 15-35%. La profunditat de l'àrea de treball en aquest cas pot arribar als 7 mm, i els indicadors de la seva longitud i amplada - de 10 a 30 mm.

Equip per a la soldadura de gas

Un conjunt de dispositius per a aixòEl tipus d'operacions depèn dels modes i el format de producció de soldadura. La base tècnica està formada directament per dispositius semiautomàtics, capçals de soldadura suspesos, fonts d'alimentació, rectificadors i mòduls automàtics complexos amb portaelèctrodes, que estalvien al màxim l'operador de realitzar manipulacions típiques. L'èmfasi avui està en la soldadura mecanitzada en gas de protecció, la infraestructura de la qual també està formada per una línia de gas, cremadors, dispositius per a la col·locació còmoda d'equips en diferents posicions, etc. S'organitzen llocs especials a grans indústries amb el conjunt necessari de tècniques. equips per a la soldadura. Per contra, un format optimitzat per realitzar aquestes tasques a casa requereix només l'ús d'un inversor compacte amb convertidors i una bombona de gas amb equip de control de cabal.

Accesoris

Els mitjans i dispositius tècnics addicionals realitzen principalment la comunicació entre els equips principals, i també permeten resoldre tasques secundàries que no estan directament relacionades amb la soldadura. Aquests dispositius inclouen:

• Infraestructura de bombones de gas, que inclou bobines, reductors, escalfadors, carcassa, etc.
• Eina de neteja i separadors dissenyats per eliminar els productes de la combustió a la zona de treball. Això és especialment cert per a les operacions de soldadura en gasos de protecció amb un elèctrode no consumible, la fusió del qual no s'inclou directament a l'estructura del producte. Tant durant com després de l'operacióPot ser que sigui necessari polir les costures.
• Assecador. Elimina i regula la humitat continguda en el diòxid de carboni. Una mena de dessecant que funciona a altes o baixes pressions.
• Dispositius de filtrat. Neteja els corrents de gas de sòlids no desitjats, garantint també una soldadura neta.
• Equip de mesura. Normalment, els manòmetres s'utilitzen per fer un seguiment dels indicadors dels mateixos mesuradors de pressió i de cabal de gas.

Modes de soldadura i els seus paràmetres

Els enfocaments de l'organització del procés de soldadura en aquest cas difereixen segons diversos criteris, que ens permeten, finalment, parlar de l'assignació de diferents modes de funcionament. Per exemple, els mètodes difereixen segons el principi de l'execució tècnica de la tasca: manual, semiautomàtica i automàtica. En un càlcul més detallat dels modes de soldadura en gasos de protecció, es tenen en compte els paràmetres següents:

• Actual: interval de 30 a 550 A. Per regla general, la majoria de les operacions típiques requereixen la connexió de fonts de 80-120 A.
• Gesssor de l'elèctrode: de 4 a 12 mm.
• Tensió: de 20 a 100 W de mitjana.
• Velocitat de soldadura: de 30 a 60 m/h.
• Consum de mescla de gasos - de 7 a 12 l/min.

L'elecció d'indicadors específics depèn en gran mesura del tipus de metall, el gruix de la peça, les condicions de l'operació i els requisits per a la junta formada.

Soldadura manual

El paper clau en el procés el juguen l'habilitat de l'operador i les característiques de l'elèctrode. Gairebé tot soldadormanté el procés sota el seu control, orientant l'arc respecte a la superfície de treball i supervisant els paràmetres del subministrament de la mescla de gas des del cilindre. Pel que fa al rendiment, la densitat i la força del corrent, així com la longitud del camí de soldadura, passaran a primer lloc. En la soldadura manual en gas de protecció, sovint es realitzen diverses passades, especialment si s'està mecanitzant una peça gruixuda. En altres casos, un augment del nombre de passades s'associa a la necessitat de corregir la soldadura, modificar-ne la longitud i les característiques del revestiment.

Soldadura semiautomàtica

Avui, aquest és el mode de producció de soldadura més popular en un entorn protector. La principal diferència entre aquest mètode i el manual és la presència d'elements de mecanització amb rectificadors i la possibilitat d'alimentació automàtica del cable des d'una bobina especial. Amb la soldadura semiautomàtica en gas de protecció, l'operador no necessita ser interromput per canviar els consumibles, però la tècnica d'interacció de l'arc amb la superfície de la peça encara depèn de l'usuari. L'operador supervisa el procés de formació de la junta de soldadura, corregint els paràmetres actuals, canviant l'angle d'inclinació, etc.

Soldadura automàtica

Procés de soldadura totalment mecanitzat, en el qual l'usuari només pot influir indirectament en els paràmetres de subministrament de consumibles, mescla de gas i flux de pols. Tècnicament, el funcionament es realitza mitjançant estacions multifuncionals i plataformes amb equips robòtics. En instal·lacions de producció modernes altament especialitzades per a la soldadura automàtica en gas de protecciós'utilitza l'anomenat tractor, el disseny del qual preveu totes les unitats funcionals necessàries. Es tracta d'una màquina mòbil que es mou durant el procés de soldadura al llarg de la línia de formació de la costura i, al mateix temps, guia la mescla protectora cap a la zona de soldadura. Un component obligatori d'aquests mòduls és la unitat de control, que inicialment conté un conjunt d'algorismes amb accions per a cada òrgan executiu.

Conclusió

L'ús de mètodes per protegir la piscina de soldadura de l'oxigen permet, si no eliminar completament, minimitzar els defectes característics en la formació de la costura. Això s'aplica a la manca de penetració, esquerdes, cremades, flaccids i altres defectes que es poden produir a causa del contacte de la superfície fosa de la peça amb l'aire lliure. Els avantatges de la soldadura en gasos de protecció respecte a la tècnica d'utilitzar flux inclouen l'absència de la necessitat d'eliminar els fangs a la zona de treball. Al mateix temps, es conserven altres qualitats positives del procés, com ara la possibilitat d'observació visual de la qualitat del compost format. Si parlem de les deficiències del mètode, els seus factors negatius són la radiació tèrmica i lluminosa de l'arc, que requereix la disposició de mesures especials per a la protecció individual del soldador.