Spawanie gazowo-elektryczne

Znaczenie

Aby uzyskać trwałe szwy na rurach nierdzewnych o małej i średniej średnicy wykonanych ze stali wysokostopowej, a także aluminium, tytanu, niklu i innych stopów, stosuje się metody spawania - spawanie łukowe w osłonie gazu obojętnego i spawanie plazmowe. Wraz z najczęstszymi typami rur dxs = (8 + 102) x (1 + 3) mm, spawanie rur o szczególnie cienkich ściankach (8 + 40) x (0,2 + 0,35) mm, których proces produkcyjny wymaga bardzo precyzyjnego dostosowania warunków termicznych spawania, jest szeroko rozpowszechniony.

Spawanie gazowo-elektryczne

Łuk elektryczny jest używany między nietopliwą elektrodą wolframową a kęsem rury. Koncentracja ciepła łuku występuje na niewielkim obszarze w strefie spalania, co powoduje dość szybkie topienie krawędzi. Kąpiel z roztopionym metalem przed powstaniem spoiny jest chroniona przed działaniem powietrza warstwą gazu obojętnego, który zapobiega utlenianiu metalu. Spoina krystalizuje się sama, krawędzie nie są ściśnięte. Za pomocą takiego spawania powstają rury ze stali wysokostopowych i różnych stopów o bardzo wysokiej jakości i mocnej spoinie bez skosu piły.

Technologia spawania

Oprócz elektrody wolframowej o średnicy 3-5 mm niezbędna jest dysza ceramiczna do dostarczania gazu do miejsca spawania. Grzałka mocowana jest do głowicy spawalniczej, która wyposażona jest w urządzenia do wzdłużnej (równoległej do spoiny) regulacji pionowej i poprzecznej. Spawanie odbywa się przy częstotliwościach prądu przemiennego (180-360 Hz). Ale najczęściej używany jest prąd stały. W zależności od spawanego materiału można nadać mu inną polaryzację, biorąc pod uwagę wyższą temperaturę plamek anodowych łuku. Prąd przemienny zwiększa pojemność cieplną łuku, ale czyni go mniej stabilnym.

Łuk

Rury zwykłej odmiany są spawane ciągłym łukiem przy około 10 kV przy natężeniu 100-300 A. Ten łuk jest niewiele dłuższy niż grubość ścianki produktu. W przypadku rur ze stali nierdzewnej, zwłaszcza cienkościennych, należy stosować prąd o natężeniu 20-30 A, ale nawet przy takim prądzie łuk jest niestabilny, mogą wystąpić przypalenia i odkształcenia krawędzi. Dlatego do spawania tych rur za pomocą łuku pulsacyjnego. Łączy w sobie łuk niskoamperowy (1-1,5 A), który pali się stale, oraz łuk impulsowy (o długości 0,8-1 mm, prąd o natężeniu 20-30 A), który pali się okresowo. Oddzielne źródła zasilania łuku są podłączone do jednej elektrody. Łuk pulsacyjny topi metal, a do wzbudzenia łuku pulsacyjnego i kraterów potrzebny jest łuk o niskim natężeniu.

Spawanie szczególnie rur cienkościennych

Cechą szczególną jest bardzo precyzyjne łączenie krawędzi. Osiąga się to poprzez wymianę rolek podporowych na frez z regulowaną średnicą przelotu.
Zabezpieczenie miejsca spawania oraz chłodzenie jeziorka spawalniczego odbywa się za pomocą argonu, helu lub mieszanek na bazie helu. Hel jest najbardziej odpowiedni - pomaga ustabilizować łuk i przenoszenie ciepła, poprawiając w ten sposób jakość szwu i zwiększając prędkość spawania. Jednak hel szybko się rozprasza ze względu na swoją niską gęstość. Argon jest gęstszy od powietrza, jest bardziej ekonomiczny, lepiej chroni obszar spawania i jest tańszy. Spawanie łukiem argonowym jest szeroko rozpowszechnione

Graty
Kolejnym ważnym zadaniem jest wytwarzanie rur, które mają minimalny „krat” wewnętrzny – wystawanie spoiny ponad powierzchnię rur. Wanna spawalnicza jest zawieszona dzięki siłom napięcia powierzchniowego. Im większa grubość rur i ciężar takiej wanny, tym większe jest jej zwiotczenie do wewnątrz. Aby wytworzyć dodatkowe siły pionowe i zabezpieczyć przed utlenianiem, argon jest wtryskiwany do wnętrza rury. Uzyskany w ten sposób mały „ziarno” pozwala na wykorzystanie spawanych rur jako kęsów do młynów HPT.

Niedogodności

Główną wadą metody argon-łuk jest niska prędkość spawania rzędu 0,01-0,03 m/s. W przypadku szczególnie cienkościennych rur prędkość zgrzewania wynosi 0,01 m/s. Wynika to z ograniczenia pojemności cieplnej pod wodą (ze względu na możliwe odkształcenia krawędzi i przepalenia), a także z czasu potrzebnego do zakrzepnięcia roztopionego metalu.

Optymalizacja

Aby przyspieszyć spawanie, krawędzie są podgrzewane do 150-200 ° C za pomocą cewki indukcyjnej o wysokiej częstotliwości. Dalsze zwiększenie prędkości spawania jest możliwe dzięki zastosowaniu plazmotronów. Stosowane są do spawania mikroplazmowego oraz spawania łukiem zamkniętym sprężonym. Łuk taki uzyskuje się po zainstalowaniu elektrod wewnątrz palnika i uformowaniu cienkiego kanału dyszy o średnicy palącego się łuku do 3 mm. Gazy tworzące plazmę również wydostają się przez ten otwór. Łuk błyska między elektrodą a krawędziami (tzw. łuk bezpośredni). Argon izoluje i ściska łuk na wylocie dyszy. Gęstość prądu w łuku wzrasta, gaz jest jonizowany i przekształcany w plazmę. W środkowej części takiego łuku t* wynosi 1500-3000*C. Ponieważ punkt nagrzewania zmniejsza się ponad 2-krotnie, to wzrost stężenia prądu przy tej samej mocy cieplnej praktycznie 2-krotnie przyspiesza spawanie. Zmniejsza się zużycie argonu. Spawanie plazmowe, a także spawanie łukiem argonowym, odbywa się zarówno w trybie ciągłym, jak i pulsacyjnym.

Zastosowanie spawania mikroplazmowego

Służy do wykonywania szczególnie cienkościennych rur 12x18n10t. Ze względu na wyższy stopień kompresji łuku oraz gęstość prądu przy minimalnej średnicy dyszy 1 mm i 1 mm elektrody, łuk jest zajarzany przez osobne niskoprądowe źródło zasilania. Kiedy tworzy się strumień plazmy, łuk ten jest wyłączany, napięcie jest przełączane na rurę i powstaje bezpośredni łuk plazmowy. Dzięki małemu punktowi nagrzewania nie dochodzi do zniekształceń krawędzi i uzyskuje się wąską spoinę. Podczas takiego spawania prędkość zjonizowanych gazów może osiągnąć prędkość zbliżoną do prędkości dźwięku ze względu na wysoką temperaturę i przejście gazu przez wąskie kanały dyszy. Przy krytycznych prędkościach wypływu plazmy spawanie zamienia się w cięcie.

Cena kupna

Evek GmbH posiada w magazynie szeroką gamę produktów ze stali nierdzewnej. Cenimy czas naszych klientów, dlatego zawsze służymy pomocą w optymalnym wyborze. Do Państwa dyspozycji doświadczeni menedżerowie-konsultanci. Jakość produktów gwarantuje ścisłe przestrzeganie norm produkcji. Warunki realizacji zamówień są minimalne. Klienci hurtowi otrzymują preferencyjne rabaty.