Стоимость 1 см сварочного шва аргоном: Аргоновая сварка — цены за см от хорошего сварщика

Содержание

Сварка алюминия полуавтоматом и аргоном в Москве- Цены на сварку алюминия

Толщина до, мм Тип металла Цена, руб за 1 см.
3 Алюминий 65
6 Алюминий 80
12 Алюминий 120

Особенности работы

Оптимальным решением оказывается сварка алюминия аргоном. Сварщиками применяется полуавтоматический аппарат для аргонной сварки. Основной компонент процесса – электрическая дуга, возникающая между вольфрамовым электродом и поверхностью металла. Затрудняющий работу фактор представлен образованием оксидной плёнки, мгновенно образующейся в рабочей области. Вот почему сварка алюминия полуавтоматом осуществляется посредством инертного газа, при помощи которого образуется защита сварочной ванны. Оксидная плёнка образуется при контакте материала с кислородом, поэтому для качественного соединения деталей используется газ.

Ещё одна особенность металла заключается в гигроскопичности: в условиях повышенной влажности поверхность детали впитывает влагу. Дополнительной сложностью является образование воронки в конце шва. Профессиональная дуговая сварка алюминия осуществляется с учетом следующих свойств металла: низкой температуры плавления; большого коэффициента объемной усадки; высокой химической активности.

  • Незначительная область нагрева алюминия
  • Аргонная сварка в среде инертного газа позволяет получить прочное неразрывное соединение без пор и примесей
  • Образование аккуратного сварного шва высокой прочности

Сварка алюминия в Москве выполняется опытными профессионалами, обладающими всеми необходимыми навыками и умениями. Допущение ошибок из-за неопытности и отсутствия необходимых навыков приведёт к некачественному соединению, поэтому от идеи справиться с работой самостоятельно лучше отказаться. В противном случае есть высокая вероятность потратить время впустую, не достигнув поставленной цели.

Доверяйте работу мастеру

Специалист использует сварочный аппарат, составляющими компонентами которого служат источник электропитания, баллон с инертным газом и механизм подачи присадочной проволоки. После того как полуавтомат готов к использованию, поверхности деталей подготавливаются, очищаются от загрязнений и прочего налёта, усложняющего соединительный процесс. Выбор способа обработки металла выбирается в зависимости от толщины детали. Качество шва во многом зависит от выбора вольфрамового электрода и присадочного материала (выбирается в зависимости от состава металла).

После правильной настройки оборудования и подготовки рабочей поверхности специалист приступает к поджогу дуги. Далее следует формирование сварочной ванны. От своевременной обработки металлической детали зависит качество шва. Вот почему доверить работу целесообразно профессионалам. Последовательная работа служит залогом надёжного скрепления металлических деталей.

Стоимость услуг специалистов

Цена сварки зависит от объемов предстоящих работ, а также сложности и условий сваривания. Купить аппарат для электродуговой сварки – этого недостаточно для получения неразрывного соединения деталей. Стоимость сварочных работ указана в прайс-листе компании. Если вас интересует цена см сварки, воспользуйтесь услугой информирования по телефону. Узнайте больше о том, как осуществляется сварка алюминия (цена за 1 см), у представителя компании. Консультация предлагается совершенно бесплатно.

Сварка аргоном в Пензе — услуги аргонной сварки алюминия, чугуна и нержавейки

Наша компания оказывает услуги аргонной сварки в Пензе и Пензенской области. Опыт работы специалистов позволяет проводить сварочные работы с большинством материалов и с мельчайшими деталями. Средний опыт сварщика в компании – 12 лет.

В основу технологии сварки аргоном лежит метод соединение любых металлических элементов в среде инертного газа. Такой способ позволяет выполнить делать сварной шов более твердым и долговечным. Аргонная среда защищает сварной шов от разрушительного воздействия атмосферного кислорода. Как правило, кислород окисляет и разрушает металл, поэтому полностью изолированная инертная среда предотвращает появление микротрещин. Выполняется подобные работы при температурах до 5500 градусов.

Цена аргонодуговой сварки за 1 см выше, чем обыкновенной полуавтоматической – это объясняется сложностью работ и стоимостью самого аппарата и расходных материалов. Поэтому логично её использовать там, где важна крепость соединения. Расчет цены происходит от длины сварного шва.

Какие металлы можно варить в аргонной среде

  •  Алюминий
  •  Нержавеющая сталь (нержавейка)
  • Титан
  • Чугун

В зависимости от материала сварщик подбирает рабочую температуру плавления. На все подобные работы индивидуальный срок гарантии.

Стоимость аргонной сварки

Наименование Цена Комментарий
Алюминий от 30 руб за 1 см2 шва
Нержавейка от 10 руб за 1 см2 шва
Чугун от 40 руб за 1 см2 шва
Титан от 70 руб за 1 см2 шва
Ремонт катализатора от 3 000 руб
Топливный бак от 1 000 руб
Головка цилиндра от 1 000 руб
Соединение глушителей от 150 руб
Ремонт алюминиевого поддона от 700 руб

Что чаще всего заваривают в среде Аргона

  • топливные баки
  • алюминиевые и чугунные баки для жидкостей
  • литые диски автомобилей
  • теплообменники
  • головки цилиндра
  • глушители у автомобилей
  • трубопроводы
  • места креплений под высоким давлением

В целом, использование данной технологии применимо там, где крепость шва крайне необходима.

Основные преимущества ручной аргонодуговой сварки по сравнению с полуавтоматом

  • Работа с мельчайшими деталями
  • Особая прочность сварного шва
  • Полностью исключается вероятность образования шлака и отсутствия искр
  • Наплавление вторых и последующих сварных швов без разрушения

Если вам нужны качество и надежность, то выбирайте сварку в среде защитного газа (Аргона). Мы работает без выходных по договору с минимальной предоплатой

Сварка дисков аргоном в СПб

Стоимость 1 см сварочного шва 100-150 ₽.
Конечная цена сварки аргоном литых дисков определяется администратором и зависит от сложности работ, израсходованного материала и затраченного времени.

Аргонно-дуговая сварка помогает решить большинство проблем, связанных с ремонтом кованных и литых дисков для автомобилей и мотоциклов, вышедших из строя вследствие механических повреждений, а также разнообразных деталей двигателя и навесного оборудования. Аргон в руках профессионала вернет диску первоначальные свойства, избавит от трещин и восстановит отколотые фрагменты корпуса, обеспечивая максимальную прочность. Всё что останется после сварки — это герметичный идеальный сварочный шов.

Выполненные опытными мастерами ремонт дисков и аргоновая сварка – это реальный путь к надежному решению проблемы восстановления дисков. Почему в данной ситуации требуется создание сварочного шва именно по подобной технологии? Основной материал литого диска – алюминий, модифицированный присадками, обеспечивающими жесткость. При контакте с кислородом, содержащимся в воздухе, происходит мгновенное окисление поверхностного слоя алюминия (и его сплавов). Классическая электродуговая сварка в таких условиях бессильна, а инертный газ (аргон) не допускает образования окисной пленки.

Как и в любом другом деле, во время сварки дисков существует масса нюансов, главный из которых квалификация и опыт сварщика. Здесь нужно, что называется, хорошо набить руку.

Сварка литых дисков аргоном требует не только индивидуального мастерства исполнителя, но и наличия достаточно мощного оборудования. Толщина диска на отдельных участках достигает 20 мм, поэтому сварочный аппарат должен генерировать ток в пределах 200-300 Ампер. Это гарантирует проварку шва на всю глубину и возможность его последующей зачистки.

Специалисты наших сервисов имеют соответствующую подготовку, подтвержденную многолетним опытом работы и массой положительных отзывов от наших клиентов.

Насколько надежна сварка аргоном?

Многие клиенты интересуются: насколько надежна сама сварка? Она настолько же надежна, как надежен сам металл (при правильной работе мастера). Швы и наложения представляют с деталью после сварки одно целое, а ведь «аргоном» можно варить и нержавейку, и сталь, и медь, и чугун, и серебро с золотом. После сварки диск не имеет никаких весовых и скоростных ограничений.

При столь высоком качестве цена на сварку аргоном вполне доступна и несопоставима со стоимостью новых дисков. Безупречный результат на долгие годы при небольших затратах – разумный и рациональный выбор!

Шинная мастерская «Tip Top» на Василеостровской дает 100% гарантию на сварку аргоном колесных дисков. Наши специалисты дадут грамотную консультацию и обеспечат неизменное качество на все виды работ. Мы ждем Вас!

Фото наших работ

Стоимость сварочных работ | Услуги сварщика с выездом

Определение стоимости сварочных работ, в большей степени становится возможным только после предварительного осмотра. Но заказчик всегда хочет знать, причем сразу, во что обойдется его заказ. Поэтому мы всегда стараемся называть четкую цену еще по телефону.

Дле определения цены на сварочные работы используются несколько методов. Некоторые закадычные сварзики, что б много не считать используют упрощенную формулу рассчета цен на сварочные работы. Формула проста, работы стоят столько сколько стоит металл. Однако данная степень оценивания не точна и приводит к недопониманиям и конфликтным ситуациям. Другой рекламный трук, это оценка стоимости работ по сантиметрам сварного шва. В большинстве случаев, если посчитать по подобным тарифам стоимость сварочных работ, то выйдет вовсе небольшая сумма в 10 грн, а реально вам назовут не мение пятиста. Потому данный способ оценки также недостаточно ефективен и честен. Оценивая сварочные работы таким способом вы всёравно придете к вольному называнию цен на услуги сварщика. К тому же важно понимать, что сварщик выезжает на машине, везет с собой дорогое оборудование и не может брать меньше чем стоит такси в одну и вторую сторону, посудите сами.

Узнать стоимость сварочных работ всегда проще позвонив оператору и уточнив точную уену. Оператор сразу сможет четко назвать сколько стоят услуги сварщика.

Цена на услуги сварщика оговаривается в каждом конкретном случае. Цена сварки в первую очередь состоит из стоимости затраченных материалов, к примеру если у вас нет електроснабжения и сварщик выехал к вам со своим сварочным генератором, то в первую очередь на цену сварочных работ повлияет бензин.

Цены на сварочные работы в Киеве.

Цены

Сварка алюминия — от 700 до 1200 грн., за м.п. шва

Сварка нержавеющей стали — от 500 до 1000 грн. за м.п. шва

Сварка стали — от 400 до 800 грн. за м.п. шва

Каркас лестницы — от 12000 до 16000 грн./этаж

Сварка металлоконструкций — от 8000 грн. за тонну

Сварка емкостей и резервуаров — от 3000 грн. за м. куб.

Минимальный выезд сварщика — 1000 грн.

Средние цены на сварку металлоконструкций

Толщина свариваемых деталей,мм

Стоимость сварки, грн/см

1-3

10

3-7

12

7-10

14

10-15

20

15-19

22

Ориентировочная стоимость сварки стальных труб

Диаметр,мм

Диаметр, мм

Длина сварного шва в см

количество швов

Цена грн за см

Цена грн за стык

10

20

7

1

12

100

20

27

9

1

12

140

25

33

10

1

14

180

30

42

13

1

15

240

42

48

15

1

17

300

49

56

17

1

20

400

76

23

20

2

130

90

27

24

2

150

100

32

36

2

160

110

33

46

2

180

130

41

56

2

220

160

49

68

2

260

220

68

80

2

750

275

85

2

2

950

325

100

2

2

1050

Прокладка водопроводных и газопроводных труб

Диаметрм труб в милиметрах

Цена, грн за метр

15

80

20

90

25

100

32

130

40

170

Укладка полипропиленовых труб

Диаметр трубы в милиметрах

Цена за метр. грн.

20

25

25

30

32

50

Укладка обычных металлопластиковых труб (спайка соединений)

Диаметр трубы

Цена,грн за метр

16

25

20

30

25

45

32

60

Цены на сантехнические работы

Замена отопительного радиатора, змеевика

шт

от 400

Установка трубы сушилки

шт

от 300

Монтаж трубопровода для змеевика

шт

от 600

Монтаж перемычки змеевика

шт

от 400

Замена стояка горячей или холодной воды

этаж

от 800

врезка в отопительный стояк

шт

от 400

Цена сварки металлоконструкций зависит непосредственно от поставленной задачи. Сварочные работы цена оговаривается в каждом конкретном случае. Цены на сварочные работы в Киеве можно всегда уточнить по т. 451-54-02. Следует помнить что минимальная стоимость вызова сварщика  — 1000 грн. Ввиду нобходимости использывания автомобиля и прочих затрат, опустить стоимость сварочных работ ниже этого предела никак не получится. Цена на дополнительные услуги, не касающееся сварки  оговаривается мастером отдельно. Цена на монтаж и демонтаж конструкций оговаривается отдельно. Вы всегда можете заказать бесплатно оценщика, который оговорит стоимость работ и распишет все оговореное в договоре на оказание услуг.

Оплату принимаем в наличной и безналичной форме.

Руководство по сварке алюминия: советы и методы

Алюминий — легкий, мягкий, малопрочный металл, который легко лить, ковать, обрабатывать, формовать и сваривать.

Если он не легирован специальными элементами, он подходит только для низкотемпературных применений.

Алюминий легко соединяется сваркой, пайкой и пайкой.

Во многих случаях алюминий соединяют с другими металлами с помощью обычного оборудования и технологий. Однако иногда может потребоваться специальное оборудование или методы.

Сплав, конфигурация соединения, требуемая прочность, внешний вид и стоимость являются факторами, определяющими выбор процесса. У каждого процесса есть определенные преимущества и ограничения.

Цвет

Алюминий имеет цвет от светло-серого до серебристого, очень яркий при полировке и тусклый при окислении.

Характеристики

Излом в алюминиевых профилях показывает гладкую яркую структуру. Алюминий не дает искр при испытании на искру и не показывает красный цвет до плавления.На расплавленной поверхности мгновенно образуется тяжелая пленка белого оксида.

Алюминий легкий и сохраняет хорошую пластичность при отрицательных температурах. Он также обладает высокой устойчивостью к коррозии, хорошей электрической и теплопроводностью, а также высокой отражательной способностью как к теплу, так и к свету.

Чистый алюминий плавится при 1220ºF (660ºC), тогда как алюминиевые сплавы имеют приблизительный диапазон плавления от 900 до 1220ºF (482-660ºC). При нагревании до диапазона сварки или пайки цвет алюминия не меняется.

Сочетание легкости и высокой прочности делает алюминий вторым по популярности свариваемым металлом.

Однопроводная сварка алюминия MIG

Алюминий против сварки стали

Одна из причин, по которой алюминий отличается от стали при сварке, заключается в том, что он не приобретает цвета по мере приближения к температуре плавления до тех пор, пока не поднимется выше точки плавления, после чего он будет светиться тускло-красным светом.

При пайке алюминия горелкой используется флюс.Флюс будет плавиться по мере приближения температуры основного металла к требуемой. Сначала высыхает флюс и плавится по мере того, как основной металл достигает правильной рабочей температуры.

При сварке горелкой в ​​кислородно-ацетиленовой или кислородно-водородной среде поверхность основного металла сначала плавится и приобретает характерный влажный и блестящий вид. (Это помогает узнать, когда достигаются температуры сварки.) При сварке газовой вольфрамовой дугой или газовой металлической дугой цвет не так важен, потому что сварка завершается до того, как прилегающая область плавится.

Расплавленный алюминиевый наполнитель

Правильное добавление алюминиевого наполнителя в расплавленную сварочную ванну

Сварочные свойства и сплавы

Алюминий и алюминиевые сплавы удовлетворительно свариваются металлической дугой, угольной дугой и другими процессами дуговой сварки. Чистый алюминий можно сплавить со многими другими металлами для получения широкого диапазона физических и механических свойств.

Способы, с помощью которых легирующие элементы упрочняют алюминий, используются в качестве основы для классификации сплавов на две категории: нетермообрабатываемые и термически обрабатываемые.Деформируемые сплавы в виде листов и пластин, труб, экструдированных и катаных профилей и поковок имеют одинаковые характеристики соединения независимо от формы.

Алюминиевые сплавы также производятся в виде отливок в виде песка, постоянной формы или литья под давлением. Практически одинаковые методы сварки, пайки или пайки используются как для литого, так и для кованого металла.

Литье под давлением не нашли широкого применения там, где требуется сварная конструкция. Однако они были склеены и в некоторой степени припаяны.Последние разработки в области вакуумного литья под давлением улучшили качество отливок до такой степени, что их можно удовлетворительно сваривать для некоторых применений.

Основным преимуществом использования процессов дуговой сварки является то, что дуга дает высококонцентрированную зону нагрева.

По этой причине предотвращается чрезмерное расширение и деформация металла.

Алюминий обладает рядом свойств, которые отличают сварку от сварки сталей.Это: покрытие поверхности оксидом алюминия; высокая теплопроводность; высокий коэффициент теплового расширения; низкая температура плавления; и отсутствие изменения цвета при приближении температуры к точке плавления.

Нормальные металлургические факторы, применимые к другим металлам, применимы и к алюминию.

Алюминий — это активный металл, который реагирует с кислородом воздуха, образуя твердую тонкую пленку оксида алюминия на поверхности.

Температура плавления оксида алюминия составляет приблизительно 3600 ° F (1982 ° C), что почти в три раза выше точки плавления чистого алюминия (1220 ° F (660 ° C)).Кроме того, эта пленка оксида алюминия поглощает влагу из воздуха, особенно когда она становится толще.

Влага является источником водорода, который вызывает пористость алюминиевых сварных швов. Водород также может поступать из масла, краски и грязи в зоне сварного шва. Это также происходит из-за оксидов и посторонних материалов на электроде или присадочной проволоке, а также из основного металла. Водород попадает в сварочную ванну и растворяется в расплавленном алюминии. Когда алюминий затвердевает, он будет удерживать гораздо меньше водорода.

Водород не выделяется во время затвердевания. При высокой скорости охлаждения свободный водород остается внутри сварного шва и вызывает пористость. Пористость в зависимости от количества снижает прочность и пластичность сварного шва.

Сварочные стержни

Алюминий для сварки палкой (алюминиевые сварочные стержни) доступны с толщиной примерно 1/8 дюйма от стали. Это отличный выбор для ремонта резервуаров и трубопроводов в полевых условиях. Также хороший выбор при работе в ветреную погоду.Это не для точной работы.

Обратной стороной использования алюминиевых сварочных стержней является необходимость значительного количества практики. Также существует проблема с потоком. флюс сильно горит и его трудно удалить. Он также прожигает краску.

Существуют превосходные альтернативы алюминиевым сварочным стержням, такие как сварка с подачей проволоки.

Нумерация из алюминиевого сплава

Разработано множество алюминиевых сплавов. Важно знать, какой сплав будет свариваться. Система четырехзначных чисел была разработана Aluminium Association, Inc. , для обозначения различных типов деформируемых алюминиевых сплавов.

Эта система групп сплавов выглядит следующим образом:

  1. 1XXX серия . Это глинозем с чистотой 99 процентов или выше, которые используются в основном в электрической и химической промышленности.
  2. 2XXX серии . Медь является основным сплавом в этой группе, который обеспечивает чрезвычайно высокую прочность при надлежащей термообработке. Эти сплавы не обладают такой хорошей коррозионной стойкостью и часто плакируются чистым алюминием или алюминием из специальных сплавов.Эти сплавы используются в авиастроении.
  3. 3ХХХ серия . Марганец является основным легирующим элементом в этой группе, который не поддается термической обработке. Содержание марганца ограничено примерно 1,5%. Эти сплавы обладают средней прочностью и легко обрабатываются.
  4. 4XXX серии . Кремний является основным легирующим элементом в этой группе. Его можно добавлять в количествах, достаточных для значительного снижения температуры плавления, и он используется для пайки сплавов и сварочных электродов.Большинство сплавов этой группы не поддаются термообработке.
  5. 5XXX серия . Магний является основным легирующим элементом этой группы, представляющей собой сплавы средней прочности. Они обладают хорошими сварочными характеристиками и хорошей устойчивостью к коррозии, но объем холодных работ следует ограничивать.
  6. 6XXX серия . Сплавы этой группы содержат кремний и магний, что делает их пригодными для термической обработки. Эти сплавы обладают средней прочностью и хорошей коррозионной стойкостью.
  7. 7XXX серия . Цинк является основным легирующим элементом в этой группе. Магний также входит в состав большинства этих сплавов. Вместе они образуют термически обрабатываемый сплав очень высокой прочности, который используется для изготовления корпусов самолетов.

Очистка

Поскольку алюминий имеет большое сродство к кислороду, на его поверхности всегда присутствует пленка оксида. Эта пленка должна быть удалена перед любой попыткой сварить, припаять или припаять материал. Также необходимо предотвратить его образование во время процедуры соединения.

При подготовке алюминия к сварке, пайке или пайке соскоблите эту пленку острым инструментом, проволочной щеткой, наждачной бумагой или аналогичными средствами. Использование инертных газов или обильное нанесение флюса предотвращает образование оксидов в процессе соединения.

Алюминий и алюминиевые сплавы нельзя очищать каустической содой или чистящими средствами с pH выше 10, так как они могут вступать в химическую реакцию.

Пленку оксида алюминия необходимо удалить перед сваркой. Если его не удалить полностью, мелкие частицы нерасплавленного оксида будут задерживаться в сварочной ванне и вызовут снижение пластичности, отсутствие плавления и, возможно, растрескивание сварного шва.

Оксид алюминия можно удалить механическим, химическим или электрическим способом. Механическое удаление включает соскоб острым инструментом, наждачной бумагой, проволочной щеткой (нержавеющая сталь), опиливание или любой другой механический метод.

Химическое удаление можно выполнить двумя способами. Один из них заключается в использовании чистящих растворов, травильных или нетравильных. Типы без заедания следует использовать только при запуске с относительно чистыми деталями и вместе с другими очистителями на основе растворителей.Для лучшей очистки рекомендуются растворы для травления, но их следует использовать с осторожностью.

При использовании окунания настоятельно рекомендуется горячее и холодное ополаскивание. Растворы типа травления — щелочные растворы. Время нахождения в растворе необходимо контролировать, чтобы не произошло слишком сильного травления.

Химическая очистка

Химическая очистка включает использование сварочных флюсов. Флюсы используются для газовой сварки, пайки и пайки. Покрытие покрытых алюминиевых электродов также сохраняет флюсы для очистки основного металла.Всякий раз, когда используется очистка травлением или очистка флюсом, флюс и щелочные травильные материалы должны быть полностью удалены из области сварного шва, чтобы избежать коррозии в будущем.

Электрическая система удаления оксидов

В системе удаления оксидов электричества используется катодная бомбардировка. Катодная бомбардировка происходит во время полупериода сварки вольфрамовым электродом на переменном токе, когда электрод является положительным (обратная полярность).

Это электрическое явление, при котором оксидное покрытие стирается, чтобы получить чистую поверхность.Это одна из причин, почему дуговая сварка вольфрамовым электродом на переменном токе так популярна для сварки алюминия.

Поскольку алюминий настолько активен химически, оксидная пленка немедленно начинает преобразовываться. Время нарастания не очень быстрое, но сварные швы следует выполнять после очистки алюминия в течение не менее 8 часов для качественной сварки. Если наступит более длительный период времени, качество сварного шва снизится.

Теплопроводность

Алюминий обладает высокой теплопроводностью и низкой температурой плавления.В зависимости от сплава, он проводит тепло в три-пять раз быстрее, чем сталь.

Алюминий необходимо нагреть больше, даже если температура плавления алюминия вдвое меньше, чем у стали. Из-за высокой теплопроводности для сварки более толстых секций часто используется предварительный нагрев. Если температура слишком высока или период времени слишком большой, прочность сварного соединения как в термообработанных, так и в закаленных сплавах может снизиться.

Предварительный нагрев алюминия не должен превышать 400ºF (204ºC), и детали не должны выдерживаться при этой температуре дольше, чем необходимо.Из-за высокой теплопроводности в процедурах следует использовать высокоскоростные сварочные процессы с большим тепловложением. Этому требованию удовлетворяют как газовая вольфрамовая дуга, так и газовая дуга металла.

Высокая теплопроводность алюминия может быть полезной, поскольку сварной шов очень быстро затвердевает, если тепло отводится от сварного шва очень быстро. Наряду с поверхностным натяжением это помогает удерживать металл шва в нужном положении и делает практичную сварку во всех положениях газовой вольфрамовой дугой и газовой дуговой сваркой металлическим электродом.

Тепловое расширение алюминия в два раза больше, чем у стали. Кроме того, алюминиевые сварные швы уменьшаются в объеме примерно на 6 процентов при затвердевании из расплавленного состояния. Это изменение размера может вызвать деформацию и растрескивание.

Сварка алюминиевых листов

Для сварки алюминиевых листов из-за сложности управления дугой, стыковые и угловые швы трудно производить на листах толщиной менее 1/8 дюйма (3,2 мм). При сварке пластины тяжелее 1/8 дюйма (3,2 мм) соединение, подготовленное со скосом 20 градусов, будет иметь прочность, равную прочности сварного шва, выполненного кислородно-ацетиленовой технологией.

Этот сварной шов может быть пористым и непригодным для герметичных соединений с жидкостями или газами. Однако дуговая сварка металла особенно подходит для тяжелых материалов и используется для обработки листов толщиной до 2-1 / 2 дюйма (63,5 мм).

Настройки тока и полярности

Настройки тока и полярности зависят от типа электродов каждого производителя. Используемая полярность должна быть определена путем пробного соединения выполняемых соединений.

Подготовка кромки плиты

В целом конструкция сварных соединений алюминия вполне соответствует конструкции сварных соединений.Однако из-за более высокой текучести алюминия под сварочной дугой следует помнить о некоторых важных общих принципах. При использовании алюминиевого листа меньшей толщины предпочтительнее меньшее расстояние между канавками, когда разбавление сварного шва не имеет значения.

Управляющим фактором является совместная подготовка. Специально разработанная V-образная канавка отлично подходит там, где сварка может выполняться только с одной стороны и где требуется гладкий проникающий валик. Эффективность этой конкретной конструкции зависит от поверхностного натяжения и должна применяться ко всем материалам размером более 1/8 дюйма.(3,2 мм) толщиной.

Дно специальной V-образной канавки должно быть достаточно широким, чтобы полностью вместить корневой проход. Это требует добавления относительно большого количества присадочного сплава для заполнения канавки.

Превосходный контроль проплавления и получение прочных корневых швов. Эта подготовка кромки может использоваться для сварки во всех положениях. Это устраняет трудности, связанные с прожогом или проплавлением в положениях при перегреве и горизонтальной сварке. Он применим ко всем свариваемым основным сплавам и всем присадочным сплавам.

Сварка алюминия MIG

Полностью автоматическая однопроволочная сварка MIG

Газовая дуговая сварка (MIG) (GMAW)

Этот быстрый, адаптируемый процесс используется с постоянным током обратной полярности и инертным газом для сварки алюминиевых сплавов большой толщины в любом положении, от 1/016 дюйма (1,6 мм) до нескольких дюймов. TM 5-3431-211-15 описывает работу типичного сварочного аппарата MIG.

Защитный газ

Необходимо принять меры для обеспечения максимальной эффективности газовой защиты.Для сварки алюминия используются аргон, гелий или смесь этих газов. Аргон дает более плавную и стабильную дугу, чем гелий. При определенном токе и длине дуги гелий обеспечивает более глубокое проникновение и более горячую дугу, чем аргон.

Напряжение дуги выше у гелия, и данное изменение длины дуги приводит к большему изменению напряжения дуги. Профиль валика и характер проплавления алюминиевых швов, выполненных аргоном и гелием, различаются. У аргона профиль шарика уже и выпуклее, чем у гелия.Схема проникновения показывает глубокий центральный разрез.

Гелий дает более плоский и широкий валик и более широкий рисунок проникновения под валиком. Смесь примерно 75 процентов гелия и 25 процентов аргона обеспечивает преимущества обоих защитных газов без нежелательных характеристик ни одного из них.

Диаграмма проникновения и контур валика показывают характеристики обоих газов. Стабильность дуги сравнима с аргоном. Угол наклона пистолета или горелки более важен при сварке алюминия в инертном защитном газе.Рекомендуется передний угол хода 30 °.

Наконечник электродной проволоки должен быть больше алюминия. В Таблице 7-21 приведены технологические схемы сварки алюминия дуговой газовой сваркой.

Сварка алюминия GMAW

Сварка алюминия, выполненная методом GMAW. Сварщик «укладывает валик» из расплавленного металла, который становится сварным швом без шлака.
Техника для сварки алюминия

Проволока электрода должна быть чистой. Дуга зажигается, когда электродная проволока выступает примерно на 1/2 дюйма.(12,7 мм) от чашки.

Часто используется метод зажигания дуги примерно на 1,0 дюйма (25,4 мм) перед началом сварки, а затем быстрое подведение дуги к начальной точке сварки, изменение направления движения и продолжение обычной сварки. В качестве альтернативы дуга может быть зажжена за пределами сварной канавки на начальном выступе.

При окончании или прекращении сварки аналогичная практика может сопровождаться изменением направления сварки на противоположное и одновременным увеличением скорости сварки для уменьшения ширины ванны расплава до разрыва дуги.Это помогает предотвратить появление кратеров и трещин. Обычно используются вкладки стока.

Установив дугу, сварщик перемещает электрод вдоль стыка, сохраняя угол переда от 70 до 85 градусов относительно работы.

Обычно предпочтительнее использовать струны из бисера. Следует следить за тем, чтобы угол переда не изменялся или не увеличивался по мере приближения к концу сварного шва. Скорость движения дуги контролирует размер валика.

При сварке алюминия этим процессом важно поддерживать высокие скорости перемещения.При сварке одинаковой толщины угол между электродом и рабочим углом должен быть одинаковым с обеих сторон сварного шва.

При сварке в горизонтальном положении наилучшие результаты достигаются, если направить пистолет немного вверх. При сварке толстых листов с тонкими пластинами полезно направлять дугу в сторону более тяжелого участка.

Небольшой угол обратной стороны иногда бывает полезен при сварке тонких секций с толстыми. Корневой проход стыка обычно требует короткой дуги для обеспечения желаемого проплавления.При последующих проходах можно использовать дугу немного большей длины и более высокое напряжение дуги.

Оборудование подачи проволоки для сварки алюминия должно быть хорошо отрегулировано для обеспечения эффективной подачи проволоки. Используйте лайнеры нейлонового типа в кабельных сборках. Для алюминиевой проволоки и размера электродной проволоки необходимо выбрать соответствующие приводные ролики.

Труднее протолкнуть алюминиевую проволоку чрезвычайно малого диаметра через длинные кабельные сборки пистолета, чем стальную проволоку. По этой причине для электродных проволок малого диаметра используются катушки-пистолеты или недавно разработанные пистолеты с линейным двигателем подачи.

Требуются пистолеты с водяным охлаждением, кроме слаботочной сварки. Для сварки алюминия используются как источник питания постоянного тока (CC) с согласованным механизмом подачи проволоки с измерением напряжения, так и источник питания постоянного напряжения (CV) с механизмом подачи проволоки постоянной скорости. Кроме того, механизм подачи проволоки с постоянной скоростью иногда используется с источником питания постоянного тока.

В целом, система CV предпочтительнее при сварке тонких материалов и использовании электродной проволоки любого диаметра. Это обеспечивает лучшее зажигание и регулировку дуги.Система CC предпочтительна при сварке толстого материала с использованием электродной проволоки большего диаметра.

Качество сварки с этой системой кажется лучше. Источник питания постоянного тока с умеренным падением напряжения от 15 до 20 вольт на 100 ампер и механизм подачи проволоки с постоянной скоростью обеспечивают наиболее стабильную подводимую мощность к сварному шву и высочайшее качество сварки.

Конструкция сварного соединения алюминия

Кромки могут быть подготовлены к сварке распиловкой, механической обработкой, круговым строганием, фрезерованием или дуговой резкой.

Полностью автоматическая однопроволочная сварка алюминия методом MIG

Пример сварки алюминия: присадочная проволока: AA 5183 (AlMg4,5Mn) 2,4 мм Основной материал: AA 5356 (AlMg5) Размер: 500 x 150 x 15 мм (предварительный нагрев не допускается) Защитный газ: Ar70 / He30 Скорость сварки: 60/40 см / мин Положение сварки: 1 G Двухслойный второй слой> осциллирующий

Газовая вольфрамо-дуговая сварка (GTAW)

Меры предосторожности

Процесс газовой вольфрамовой дуговой сварки (TIG) используется для сварки более тонких профилей алюминия и алюминиевых сплавов.При использовании этого процесса следует упомянуть несколько мер предосторожности.

  1. Переменный ток рекомендуется для универсальных работ, так как он обеспечивает половину цикла очищающего действия. В Таблице 7-22 приведены графики процедуры сварки для использования процесса на разной толщине для получения различных сварных швов. Сварка переменным током, обычно с высокой частотой, широко используется как в ручном, так и в автоматическом режиме. Необходимо строго соблюдать процедуры, и особое внимание следует уделять типу вольфрамового электрода, размеру сварочного сопла, типу газа и расходу газа.При ручной сварке длина дуги должна быть небольшой и равной диаметру электрода. Вольфрамовый электрод не должен выступать слишком далеко за конец сопла. Вольфрамовый электрод следует содержать в чистоте. Если он случайно коснулся расплавленного металла, его необходимо восстановить.
  2. Сварка алюминия Следует использовать источники сварочного тока, предназначенные для дуговой сварки вольфрамовым электродом. Новое оборудование обеспечивает программирование, предварительную и последующую подачу защитного газа, а также пульсирование.
  3. Сварка алюминия Для автоматической или машинной сварки можно использовать отрицательный электрод постоянного тока (прямая полярность). Очистка должна быть чрезвычайно эффективной, поскольку катодная бомбардировка не помогает. При использовании отрицательного электрода постоянного тока можно получить чрезвычайно глубокое проникновение и высокие скорости. В Таблице 7-23 приведены графики процедуры сварки отрицательным электродом на постоянном токе.
  4. В качестве защитных газов для сварки алюминия используются аргон, гелий или их смесь. Аргон используется с меньшим расходом.Гелий увеличивает проникновение, но требуется более высокая скорость потока. При использовании присадочной проволоки она должна быть чистой. Оксид, не удаленный с присадочной проволоки, может содержать влагу, которая создает полярность в наплавленном шве.

Ручная сварка алюминия MIG

Ручная сварочная горелка с «квазиподобной» геометрией стыка Диаметр проволоки: AA 5183 (1,6 мм) Основной материал: AA 6061 (AlMgSi) Толщина: 15 мм

Сварка на переменном токе

Характеристики процесса

Сварка алюминия методом газовой вольфрамо-дуговой сварки на переменном токе дает эффект очистки от оксидов.

В качестве защитного газа используется аргон. Лучшие результаты достигаются при сварке алюминия переменным током с использованием оборудования, предназначенного для создания сбалансированной волны или равного тока в обоих направлениях.

Дисбаланс приведет к потере мощности и снижению очищающего действия дуги. Характеристики стабильной дуги — это отсутствие щелчков или трещин, плавное зажигание дуги и притяжение добавленного присадочного металла к сварочной ванне, а не склонность к отталкиванию.Стабильная дуга приводит к меньшему количеству включений вольфрама.

Ручная сварка алюминия MIG

Техника для сварки алюминия

Для ручной сварки алюминия переменным током электрододержатель удерживается в одной руке, а присадочный стержень, если он используется, — в другой. Первоначальная дуга зажигается на пусковом блоке для нагрева электрода.

Затем дуга разрывается и снова зажигается в суставе. Этот метод снижает вероятность появления включений вольфрама в начале сварки. Дуга удерживается в начальной точке до тех пор, пока металл не станет жидким и не образуется сварочная ванна.

Создание и поддержание подходящей сварочной ванны очень важно, и сварка не должна продолжаться перед лужей.

Если требуется присадочный металл, он может быть добавлен к передней или передней кромке бассейна, но с одной стороны от центральной линии. Обе руки двигаются в унисон с легкими движениями вперед и назад вдоль сустава. Вольфрамовый электрод не должен касаться присадочного стержня.

Горячий конец присадочного стержня не должен выниматься из аргонового экрана.Необходимо поддерживать короткую длину дуги, чтобы обеспечить достаточное проплавление и избежать подрезов, чрезмерной ширины сварного шва и, как следствие, потери контроля проплавления и контура сварного шва.

Одно правило — использовать длину дуги, приблизительно равную диаметру вольфрамового электрода. При разрыве дуги в кратере сварного шва могут возникнуть усадочные трещины, что приведет к дефектному сварному шву.

Этот дефект можно предотвратить, постепенно увеличивая длину дуги и добавляя в кратер присадочный металл.Затем быстро разорвите и повторно зажгите дугу несколько раз, добавляя в кратер дополнительный присадочный металл, или используйте педаль, чтобы уменьшить ток в конце сварного шва. Прихватывание перед сваркой помогает контролировать деформацию.

Прихваточные швы должны быть достаточного размера и прочности, а на концах перед сваркой должны быть вырезаны сколы или сужаться.

Конструкция сварного шва

Конструкции соединений применимы к процессу газовой вольфрамо-дуговой сварки с небольшими исключениями.Неопытным сварщикам, которые не могут поддерживать очень короткую дугу, может потребоваться более широкая подготовка кромок, включенный угол или расстояние между стыками.

Соединения могут быть сплавлены с помощью этого процесса без добавления присадочного металла, если сплав основного металла также является удовлетворительным присадочным сплавом. Кромочные и угловые сварные швы выполняются быстро без добавления присадочного металла и имеют хороший внешний вид, но очень важна очень плотная подгонка.

Постоянный ток, прямая полярность

Характеристики процесса

Этот процесс с использованием гелиевых и торированных вольфрамовых электродов выгоден для многих автоматических сварочных операций, особенно при сварке тяжелых профилей.Поскольку существует меньшая склонность к нагреванию электрода, для заданного сварочного тока можно использовать электроды меньшего размера. Это будет способствовать сохранению узкого валика сварного шва.

Использование постоянного тока прямой полярности (dcsp) обеспечивает больший подвод тепла, чем при использовании переменного тока. В сварочной ванне выделяется больше тепла, поэтому она становится глубже и уже.

Методы

Для зажигания дуги следует использовать ток высокой частоты. Запуск от касания приведет к загрязнению вольфрамового электрода.Нет необходимости образовывать лужу, как при сварке на переменном токе, поскольку плавление происходит в момент зажигания дуги. Следует позаботиться о том, чтобы дуга зажгла в зоне сварки, чтобы предотвратить нежелательную маркировку материала.

Используются стандартные методы, такие как отводы и ножные регуляторы нагрева. Они полезны для предотвращения или заполнения кратеров, для регулировки силы тока при рабочем нагреве и для корректировки изменения толщины сечения. При сварке постоянным током горелка постоянно перемещается вперед.Присадочная проволока равномерно подается в переднюю кромку сварочной ванны или укладывается на стык и плавится по мере продвижения дуги.

Во всех случаях кратер должен быть заполнен до точки над валиком сварного шва, чтобы исключить кратерные трещины. Размер галтели можно регулировать, варьируя размер присадочной проволоки. DCSP адаптируется к ремонтным работам. Предварительный нагрев не требуется даже для тяжелых секций, а зона термического влияния будет меньше с меньшими искажениями.

Конструкции сварных соединений алюминия

При использовании постоянного тока с ручным управлением концентрированное тепло дуги обеспечивает превосходное закрепление корня.Поверхность корня может быть толще, канавки уже, а нарост можно легко контролировать, варьируя размер присадочной проволоки и скорость перемещения.

Сварка прямоугольным переменным током (TIG)

Методы

Для зажигания дуги следует использовать ток высокой частоты. Запуск от касания приведет к загрязнению вольфрамового электрода. Нет необходимости образовывать лужу, как при сварке на переменном токе, поскольку плавление происходит в момент зажигания дуги. Следует позаботиться о том, чтобы дуга зажгла в зоне сварки, чтобы предотвратить нежелательную маркировку материала.

Используются стандартные методы, такие как отводы и ножные регуляторы нагрева. Они полезны для предотвращения или заполнения кратеров, для регулировки силы тока при рабочем нагреве и для корректировки изменения толщины сечения. При сварке постоянным током горелка постоянно перемещается вперед.

Присадочная проволока равномерно подается в переднюю кромку сварочной ванны или укладывается на стык и плавится по мере продвижения дуги. Во всех случаях кратер следует заполнить до точки над валиком сварного шва, чтобы устранить трещины кратера.

Размер скругления можно регулировать, варьируя размер присадочной проволоки. DCSP адаптируется к ремонтным работам. Предварительный нагрев не требуется даже для тяжелых секций, а зона термического влияния будет меньше с меньшими искажениями.

Конструкции сварных соединений алюминия

При использовании постоянного тока с ручным управлением концентрированное тепло дуги обеспечивает превосходное закрепление корня. Поверхность корня может быть толще, канавки уже, а нарост можно легко контролировать, варьируя размер присадочной проволоки и скорость перемещения.

Экранированная дуговая сварка металлов

В процессе дуговой сварки металлическим электродом с защитным покрытием используется электрод с покрытием из твердого флюса или экструдированного флюса.Покрытие электродов аналогично покрытию обычных стальных электродов. Покрытие из флюса обеспечивает газовый экран вокруг дуги и лужи расплавленного алюминия, а также химически объединяет и удаляет оксид алюминия, образуя шлак.

При сварке алюминия процесс довольно ограничен из-за разбрызгивания дуги, неустойчивого управления дугой, ограничений на тонкий материал и коррозионного действия флюса, если он не удален должным образом.

Экранированная углеродно-дуговая сварка

Для соединения алюминия можно использовать процесс дуговой сварки в среде защитного угля.Для этого требуется флюс, и он дает сварные швы такого же внешнего вида, прочности и структуры, что и сварные швы, полученные при кислородно-ацетиленовой или кислородно-водородной сварке. Сварка в среде защитного угля производится как вручную, так и автоматически.

Угольная дуга используется в качестве источника тепла, а присадочный металл подается от отдельного присадочного стержня. После сварки необходимо удалить флюс; в противном случае возникнет сильная коррозия.

Ручная дуговая сварка в среде защитного угля обычно ограничивается толщиной менее 3/8 дюйма.(9,5 мм), выполненная тем же способом, что и при ручной дуговой сварке других материалов. Подготовка стыков аналогична той, что используется при газовой сварке. Используется стержень, покрытый флюсом.

Сварка на атомарном водороде

Этот процесс сварки заключается в поддержании дуги между двумя вольфрамовыми электродами в атмосфере газообразного водорода.

Процесс может быть ручным или автоматическим с процедурами и методами, близкими к тем, которые используются при кислородно-ацетиленовой сварке.

Поскольку водородный экран, окружающий основной металл, исключает кислород, для объединения или удаления оксида алюминия требуется меньшее количество флюса.Увеличивается видимость, меньше флюсовых включений, наплавлен очень прочный металл.

Сварка шпилек

Приварка алюминиевых шпилек может быть выполнена с помощью обычного оборудования для дуговой сварки шпилек, с использованием методов разряда конденсатора или разрядки конденсатора тянутой дугой.

Обычный процесс дуговой приварки шпилек можно использовать для приваривания алюминиевых шпилек диаметром от 3/16 до 3/4 дюйма (от 4,7 до 19,0 мм).

Пистолет для приварки алюминиевых шпилек немного модифицирован за счет добавления специального адаптера для контроля защитных газов высокой чистоты, используемых во время цикла сварки.Дополнительный вспомогательный элемент управления для контроля врезания шпильки по завершении цикла сварки существенно повышает качество сварки и снижает потери от разбрызгивания.

Используется обратная полярность: электрод-пистолет положительный, а деталь — отрицательный. Небольшой цилиндрический или конусообразный выступ на конце алюминиевой шпильки инициирует дугу и помогает установить большую длину дуги, необходимую для сварки алюминия.

Процессы

Процессы приварки шпилек неэкранированного конденсатора или разрядки конденсатора протянутой дугой используются с алюминиевыми шпильками от 1/16 до 1/4 дюйма.(От 1,6 до 6,4 мм) диаметром.

Конденсаторная сварка использует низковольтную электростатическую накопительную систему, в которой энергия сварки накапливается при низком напряжении в конденсаторах с высокой емкостью в качестве источника питания. В процессе приварки шпильки конденсаторным разрядом небольшой наконечник или выступ на конце шпильки используется для зажигания дуги.

В процессе приварки шпильки разрядом конденсатора протянутой дугой используется шпилька с заостренным или слегка закругленным концом. Для зажигания дуги не требуется зубчатый наконечник или выступ на конце шпильки.В обоих случаях цикл сварки аналогичен обычному процессу приварки шпилек. Однако использование выступа на основании шпильки обеспечивает наиболее стабильную сварку.

Короткое время горения дуги в процессе разряда конденсатора ограничивает плавление, что приводит к неглубокому проникновению в заготовку. Минимальная толщина алюминиевой заготовки, которая считается практичной, составляет 0,032 дюйма (0,800 мм).

Электронно-лучевая сварка

Электронно-лучевая сварка — это процесс соединения плавлением, при котором заготовка бомбардируется плотным потоком высокоскоростных электронов, и практически вся кинетическая энергия электронов при ударе преобразуется в тепло.

Электронно-лучевая сварка обычно проводится в откачанной камере. Размер камеры является ограничивающим фактором для размера сварного изделия. При обычном дуговом и газовом обогреве плавится немного больше, чем поверхность. Дальнейшее проникновение происходит исключительно за счет отвода тепла во всех направлениях от этого пятна расплавленной поверхности. Зона слияния расширяется по мере необходимости.

Электронный луч способен к настолько интенсивному локальному нагреву, что почти мгновенно испаряет отверстие по всей толщине стыка.Стенки этого отверстия расплавляются, и по мере того, как отверстие перемещается по стыку, все больше металла на продвигающейся стороне отверстия расплавляется. Это дефект вокруг отверстия отверстия и затвердевает вдоль задней стороны отверстия, чтобы сделать сварной шов.

Интенсивность луча можно уменьшить, чтобы получить частичное проникновение с такой же узкой конфигурацией. Электронно-лучевая сварка обычно применяется для кромочных, стыковых, угловых, сквозных и точечных сварных швов. Присадочный металл применяется редко, кроме наплавки.

Сварка сопротивлением

Способы контактной сварки алюминия (точечная, шовная и оплавление) важны при производстве алюминиевых сплавов. Эти процессы особенно полезны при соединении высокопрочных термообрабатываемых сплавов, которые трудно соединить сваркой плавлением, но которые могут быть соединены методом контактной сварки практически без потери прочности.

Естественное оксидное покрытие алюминия имеет довольно высокое и непостоянное электрическое сопротивление.Чтобы получить точечные или шовные сварные швы максимальной прочности и однородности, обычно необходимо уменьшить это оксидное покрытие перед сваркой.

Сварка Точечная сварка

Сварные швы с одинаково высокой прочностью и хорошим внешним видом зависят от стабильно низкого поверхностного сопротивления между рабочими местами. В большинстве случаев перед точечной или шовной сваркой алюминия необходимо выполнить некоторые операции по очистке.

Подготовка поверхности к сварке обычно заключается в удалении жира, масла, грязи или идентификационной маркировки, а также в уменьшении и улучшении консистенции оксидной пленки на поверхности алюминия.Удовлетворительное качество точечной сварки в процессе эксплуатации в значительной степени зависит от конструкции соединения.

Точечные сварные швы всегда должны выдерживать поперечные нагрузки. Однако, когда можно ожидать растяжения или комбинированных нагрузок, следует провести специальные испытания для определения фактической прочности соединения при эксплуатационной нагрузке. Прочность точечной сварки при прямом растяжении может варьироваться от 20 до 90 процентов прочности на сдвиг.

Сварка швов

Шовная сварка алюминия и его сплавов очень похожа на точечную сварку, за исключением того, что электроды заменены колесами.

Места, оставленные аппаратом для шовной сварки, могут перекрываться, образуя газонепроницаемое или непроницаемое для жидкости соединение. Регулируя синхронизацию, машина для шовной сварки может производить точечную сварку с равномерным интервалом, равную по качеству тем, которые производятся на обычной машине для точечной сварки, и с большей скоростью. Эта процедура называется точечной сваркой или прерывистым швом.

Сварка алюминия оплавлением

Все алюминиевые сплавы можно соединять оплавлением. Этот процесс особенно подходит для выполнения стыковых или угловых соединений между двумя частями одинакового поперечного сечения.Он был адаптирован для соединения алюминия с медью в виде стержней и трубок. Полученные таким образом соединения выходят из строя за пределами области сварного шва при приложении растягивающих нагрузок.

Газовая сварка алюминия

Газовая сварка алюминия выполняется с использованием пламени как ацетилена, так и водорода. В любом случае требуется абсолютно нейтральное пламя. В качестве присадочного стержня используется флюс. Этот процесс также не слишком популярен из-за низкого тепловложения и необходимости удаления флюса.

Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка используется для соединения чистого алюминия, но не подходит для сварки алюминиевых сплавов.Сварка под флюсом используется в некоторых странах, где нет инертного газа.

Другие процессы

Большинство процессов сварки в твердом состоянии, включая сварку трением, ультразвуковую сварку и холодную сварку, используются для алюминия. Алюминий также можно соединять пайкой и пайкой. Пайка может выполняться большинством методов пайки. Используется наполнитель из сплава с высоким содержанием кремния.

Для дополнительного чтения

Газовая сварка алюминия

Пайка алюминия

Подробнее о сварке алюминия методом TIG

Традиционная сварка по сравнению с лазерной сваркой

Лазерная и традиционная сварка по-прежнему конкурируют с

С гораздо более высокой скоростью обработки и более высоким качеством можно подумать, что лазерная сварка быстро захватит сферу применения.Но традиционная сварка сохраняется. И в зависимости от того, кого вы спросите и какие приложения вы рассматриваете, он может никогда не исчезнуть. Итак, каковы плюсы и минусы каждого метода, которые продолжают приводить к смешанному рынку?

Линия Fusion Line от Trumpf оснащена лазером с проволокой для придания большей массы сварному шву, перекрывая зазоры шириной до 1 мм.

Традиционные методы сварки остаются популярными. Вообще говоря, в промышленности используются три типа традиционной сварки: MIG (металлический инертный газ), TIG (вольфрамовый инертный газ) и точечная сварка.При контактной точечной сварке два электрода прижимают детали, которые необходимо соединить между собой, через это пятно пропускается большой ток, а электрическое сопротивление материала детали генерирует тепло, которое сваривает детали вместе. Это быстрый метод, и, по словам Эрика Миллера, менеджера по развитию лазерной группы Miller Electric Mfg LLC в Эпплтоне, штат Висконсин, это основной метод, используемый в автомобилестроении, особенно для кузовов. Но, добавил он, самый большой рынок для лазерной сварки — это замена точечной контактной сварки.И наоборот, Миллер не видел «какой-либо лавины» в использовании лазеров, заменяющих TIG или MIG. И даже в группе автоматизации компании около 90 процентов проектов выполняются в MIG.

Big на MIG

Чем объясняется непреходящая популярность MIG? «Расходный материал — это проволока с непрерывной подачей», — сказал Миллер. «Таким образом, он добавляет материал и усиливает сварной шов, что делает его идеальным для углового шва [в котором детали перпендикулярны]». Аутогенный лазер объединяет два основных материала вместе.По словам Миллера, лазер может выполнять угловой шов, но точность деталей и всего остального должна быть на порядок выше.

«При сварке MIG на угловом шве допуск составляет не менее плюс-минус половина диаметра проволоки, а в целом даже больше», — сказал он. Точно так же технологическое окно MIG для других типов сварных швов намного больше, чем у лазера. Другими словами, детали не должны быть такими точными, а приспособления не должны обеспечивать почти идеальную посадку, как в случае с аутогенным лазером.

Темная область под сварным швом слева показывает глубокое проплавление и полное сплавление хорошего сварного шва MIG. На изображении справа показан лазерный сварной шов с полным сплавлением, но с очень неглубоким проплавлением, что уменьшает смешивание наполнителя и основы. Сварку

MIG также проще автоматизировать. По словам Миллера, единственными факторами, которые вам нужно контролировать, являются скорость движения, напряжение, сила тока, угол резака и рабочий угол, и «если вы сделаете пять из десяти вещей правильно, вы все равно получите хороший сварной шов». Для автоматизации лазерной сварки требуется робот с превосходной точностью траектории и повторяемостью, а в процессе сварки нужно контролировать больше факторов.В этом отношении TIG аналогичен.

Нельзя сказать, что автоматизировать сварку MIG настолько просто, что это может сделать каждый. По-прежнему требуется эксперт для программирования и диагностики проблем. Эд Хансен, директор по глобальному управлению продуктами и гибкой автоматизации ESAB Welding & Cutting Products, Дентон, Техас, сказал, что это еще один плюс для MIG.

«После многих лет эмпирических и научных данных традиционная сварка хорошо известна. Мы знаем, что нужно для того, чтобы получить предсказуемый результат, обеспечивающий соединение, требуемое для конструкции.И даже несмотря на то, что мы говорим о нехватке квалифицированной рабочей силы, что является реальной проблемой для отрасли, все еще существует большой пул опытных сварщиков, техников и инженеров, которые все знакомы с управлением этими традиционными процессами ». Для большинства продуктов это простое и недорогое решение, обеспечивающее приемлемые результаты.

Темная область под сварным швом слева показывает глубокое проплавление и полное сплавление хорошего сварного шва MIG. На изображении справа показан лазерный сварной шов с полным сплавлением, но с очень неглубоким проплавлением, что уменьшает смешивание наполнителя и основы.

Это случай, когда первоначальная стоимость системы MIG или TIG меньше, чем стоимость лазерной системы. Однако стоимость лазеров снижается и будет продолжать снижаться. «Стоимость лазера составляет от трети до половины стоимости системы лазерной сварки, — сказал Хансен, — а стоимость в зависимости от возможностей сварки снижается на 10-15 процентов в год».

Миллер также отметил, что «лазерная технологическая головка дороже, чем традиционные головки, волокно доставки дороже, и защита лазерной ячейки также дороже.Например, лазерная ячейка должна быть «светонепроницаемой» со стенками толщиной 4 дюйма (101,6 мм), чтобы выдерживать прямое попадание в течение 10 минут без прожига. (Лазер не будет в фокусе более 4 дюймов [101,6 мм]. ] на большую глубину.) Системы TIG и MIG могут быть экранированы недорогим листовым металлом, который оставляет зазоры.

С другой стороны, если учесть разницу в производительности и стоимости детали, лазер, как мы увидим, часто выигрывает. Это особенно верно для TIG, который является очень медленным процессом, требующим высокой квалификации, что делает его дорогостоящим в использовании.По этой причине Миллер сказал, что TIG в основном ограничивается производством промышленного пищевого оборудования и бытовой техники, а также некоторыми прецизионными компонентами. «Люди выбирают TIG для пищевого оборудования, потому что сварной шов не имеет пористой поверхности — он очень гладкий», — сказал он. Но если эти детали необходимо производить в больших объемах, рентабельность инвестиций в лазерную систему «взорвет двери» TIG, поэтому, естественно, в таких случаях она берет верх.

Масуд Харуни, менеджер по продукции по лазерной сварке компании Trumpf Inc., Хоффман Эстейтс, Иллинойс, сказал, что даже TIG не может обеспечить полностью удовлетворительную поверхность для пищевой промышленности и других приложений, где внешний вид имеет решающее значение.«Это не так плохо, как MIG, но поверхность TIG определенно требует постобработки, в которой нет необходимости при использовании лазера», — сказал Харуни. «Кроме того, скорость лазерной сварки видимых швов в два-три раза выше, чем у TIG. Если вы видите хороший радиус на холодильнике или аналогичной детали, значит, он был отшлифован или сварен лазером ».

Последний голос за традиционную сварку: за исключением нескольких специализированных случаев, лазерная сварка должна быть автоматизирована из соображений безопасности. И это оставляет много работы сварщикам, как объяснил Хансен.«Робот не может взбираться на леса или залезать в трюм корабля. Мы можем мечтать о таких супер-роботах, но с практической точки зрения в ближайшем будущем их здесь не будет ».

Тенденции принятия лазерных технологий

По мнению Миллера, производство в США обычно консервативно, и «если нет проблемы, которую нужно решить, будет выбрано самое дешевое, надежное и проверенное решение. Таким образом, люди начинают смотреть в сторону лазера только тогда, когда сварка MIG не работает или сварка TIG идет слишком медленно.”

Объемная сварка TIG либо уже переехала за границу, либо была заменена лазером, так где же лазер может бросить вызов MIG?

Одной из основных проблем является повреждение — металлургическое или конструктивное — потенциально вызванное относительно длительной и широко распространенной теплопередачей MIG в деталь с последующим длительным циклом охлаждения. И наоборот, лазер передает тепловую энергию очень маленьким лучом, плавя только локализованную область. Общее количество подводимого тепла намного меньше, чем при сварке MIG, и деталь остывает очень быстро, сводя к минимуму деформацию и металлургические эффекты.

Харуни предложил полезную аналогию: «Представьте себе бутылку воды на песчаном пляже в сравнении с иглой. Если вы положите на бутылку пятифунтовую гирю, она не пробьет песок. Но если вы нанесете на иглу всего несколько унций, это произойдет. Думайте о весе, который вы прикладываете, как о нагреве, о бутылке как о MIG, а об игле как о лазере ».

Хансен из

ESAB сказал, что лазер снижает тепловложение примерно на 85 процентов по сравнению с MIG, и «остаточное напряжение в сварном шве прямо пропорционально тепловложению.Чем больше тепла вы поместите в него, тем больше остаточного напряжения вы создадите. А это означает коробление, деформацию, усадку и все эти вещи, которые вызывают кошмар, когда вы берете эту деталь и делаете из нее сборку или вставляете ее в конструкцию или транспортное средство ».

Чем больше деталь, тем больше мелких индивидуальных остаточных напряжений становятся макро-прогибами, которые очень дорого исправить, и их трудно исправить позже, добавил он. И это главное соображение для клиентов, которые пытаются «облегчить» свои продукты.Более того, по его словам, «некоторые сплавы расслаиваются или изменяют свойства при нагревании, или структура зерен растет нежелательным образом. У многих из этих материалов зернистая структура и микроструктура будут отличаться, если сварной шов расплавить, а затем охладить ».

С расположенным на расстоянии источником тепла и высококонцентрированной областью расплава внизу лазерная сварка кажется волшебством, как показано здесь в системе Miller Electric.

Миллер из Miller Electric отметил, что последнее поколение высокопрочных сталей «приобретает большую прочность благодаря сложным процессам термообработки.Когда вы расплавляете и отверждаете их при низкой скорости охлаждения (как при сварке MIG), все эти сильные стороны исчезают. Лазер может помочь сохранить исходную прочность материала ».

В другом примере Миллер сказал, что сварка титана методом MIG затруднена из-за «проблемы с плавающим катодом». Дуга нестабильна. Так что лазер — идеальный выбор ». С алюминием серии 6000 проблема заключается в горячем растрескивании. «Горячее растрескивание — это функция силицида магния, мигрирующего к границе зерен. Поэтому, если вы можете нагреть материал, расплавить его и охладить до того, как силицид магния переместится, тогда вы сможете создать сварной шов без трещин », — сказал он.«Лазер может сделать это, используя новейшие методы сканирования, при которых мы перемещаем луч вперед и назад с помощью зеркала».

Laser: превосходная пропускная способность

С точки зрения Миллера, большинство применений лазера связано с трудносвариваемыми материалами. С точки зрения Харуни, лазер настолько быстрее, что даже проекты из листового металла переходят на лазер. Насколько быстрее? Харуни из Trumpf сказал, что сварка MIG обычно происходит со скоростью 20-30 дюймов (508-762 мм) в минуту — максимум 40 дюймов (1016 мм) в минуту.Лазер, по словам Харуни, может сваривать со скоростью почти 200 дюймов (508 см) в минуту, так что сам процесс соединения уже намного быстрее. Второе преимущество — сокращение постобработки. Харуни заметил, что если внешний вид сварного шва ухудшится. Важно то, что после сварки MIG вам потребуется длительный цикл шлифовки, в котором нет необходимости после лазерной сварки.

«Вот почему, — добавил он, — обычно деталь, изготовленная с помощью сварки MIG по цене 25 долларов, будет стоить всего 15 долларов за лазерную сварку, даже с учетом более высоких первоначальных вложений в лазерную сварку.Например, Харуни рассказал о недавнем проекте, в котором Трампф сократил время цикла сварки большой двери с десяти часов до 35 минут. Другой заказчик столкнулся с трудностями при сварке MIG алюминиевого электрического корпуса. Пузыри были частой проблемой, и общее время цикла составляло четыре часа. Харуни сказал, что Trumpf сократил это время до 18 минут с помощью лазерной сварки.

Хансен добавил, что способность лазера глубоко проникать в материал многократно увеличивает его преимущество перед традиционной сваркой. Поскольку лазер не только в три-десять раз быстрее, чем MIG (и даже быстрее по сравнению с TIG), он может сваривать относительно толстые швы, которые потребуют нескольких проходов с помощью MIG или TIG.

«Традиционные методы также требуют очистки и шлифования между проходами, что еще больше увеличивает общее время цикла», — пояснил Хансен. «Лазер может выполнять однопроходную сварку на глубину примерно полдюйма по сравнению с примерно пятью проходами для сварки MIG, в зависимости от используемого вами процессора. Более полудюйма для лазерной сварки потребовалось бы заранее вырезать или отшлифовать скос до кромки, но это гораздо меньший скос, чем фаски всего соединения, необходимые для сварки MIG ».

Таким образом, для материала толщиной в полдюйма лазерная сварка будет в 15-50 раз быстрее, чем MIG, только по скорости сварки — и даже быстрее, если учесть дополнительную постобработку, необходимую для MIG.

Сравнение методов: несварное соединение внизу, сварка MAG чуть выше, сварка Trumpf Fusion Line (которая сочетает в себе проволоку и лазер) выше, и вверху автогенная лазерная сварка после перепроектирования соединения для этого процесса.

Конечно, при такой высокой производительности вам потребуется много сварочных работ, чтобы обеспечить питание лазерной системы и максимизировать рентабельность инвестиций. По словам Хансена, «обычно с помощью лазера можно произвести от трех до пяти систем дуговой сварки, например, при сварке листов. Чтобы запитать пять систем дополнительной дуги, потребуется много работы.”

Новые технологии в сочетании со старыми

Поскольку для автогенной лазерной сварки требуется плотная посадка между соединяемыми деталями, во многих случаях лучше всего изменить расположение стыков, чтобы представить лазеру перекрывающиеся поверхности (чтобы использовать его прокалывающую способность). Все больше производителей готовы вкладывать средства в более совершенные процессы и инструменты для разведки и добычи, чтобы воспользоваться преимуществами более высокой производительности лазера.

Но для тех, кто сопротивляется таким изменениям или в ситуациях, когда промежутки неизбежны, существуют гибридные системы, сочетающие в себе технологию лазера и подачи проволоки, а также другие новые разработки, расширяющие область применения лазера.Одна простая концепция (упомянутая ранее в связи с решением проблемы горячего растрескивания) — это раскачивание лазерного пятна. Миллер сказал, что это старая концепция, которая в последнее время стала намного более экономичной. Он предложил пример перемещения пятна диаметром 1,2 мм вперед и назад по площади 3 мм с высокой скоростью, эффективно захватывая большую площадь и при этом обеспечивая хороший сварной шов.

Хансен сказал, что гибридные системы сочетают в себе процесс MIG и лазерный луч. «Мы действительно используем лазер для проникновения.Обычно, если вы хотите повлиять на проплавление сварного шва MIG, вам нужно увеличить силу тока. Используя лазер для проплавления, мы можем уменьшить силу тока на MIG и использовать сварной шов наименьшего диаметра, который позволяет наша конструкция для инженерных целей. Таким образом, лазер позволяет нам оптимизировать MIG ». Также существует синергия между процессами благодаря стабилизации дуги лазерным лучом. «Мы можем путешествовать по дуге намного быстрее, чем если бы у нас не было лазерного луча. Вот почему мы можем так быстро реализовать гибридный процесс », — сказал он.

Комплект больших шестиосных лазерных порталов ESAB для сварки пассажирских вагонов. Линия Fusion Line

Trumpf, которую Харуни описал как «технологический лазер с использованием проволоки для введения большей массы в зазоры», может перекрывать зазоры шириной до 1 мм.

Со своей стороны, ЭСАБ разработал адаптивную технологию сварки, которая определяет состояние деталей и изменяет параметры процесса в соответствии с ними. В системе используется камера, которая «рисует лазерную полосу на детали, а затем смотрит на нее под углом параллакса, чтобы увидеть форму сустава, примерно на 20-40 мм впереди процесса», — сказал Хансен.Лазерная когерентная визуализация используется для измерения замочной скважины, прорезаемой лазером в металле. «Мы можем измерить глубину проникновения и форму замочной скважины и использовать эту информацию либо в качестве меры качества, либо в замкнутом контуре для управления процессом», — сказал он.

Система автоматически регулирует проникновение лазера, мощность лазера, параметры газовой металлической дуги, скорость подачи проволоки, напряжение, поток газа и скорость перемещения по мере того, как сварочная головка обрабатывает деталь. Гол, которым руководил У.Требования S. Navy заключаются в том, чтобы обеспечить преимущества лазерной сварки с низким тепловложением для «деталей, приготовленных традиционным способом» (то есть деталей, которые не были обработаны с жесткими допусками для стандартной лазерной сварки). Хансен сообщил, что это расширяет технологическое окно для гибридной сварки в пять раз по сравнению с тем, что было бы возможно при стационарном управлении.

Лазерная сварка остается относительно новой для многих пользователей, и Харуни подчеркнул приверженность Trumpf обучению и поддержке с самого начала, а также преимущества автономного программирования их систем после установки.

Trumpf также предлагает TeachLine, новую сенсорную систему на основе камеры, которая определяет местоположение свариваемого шва. «Заказчики не хотят прерывать производство для программирования новой детали или вносить изменения в свое программирование, поэтому они могут использовать это автономное программирование и загрузить деталь, запрограммировать ее и доставить в ячейку. С TeachLine им не нужно настраивать его. TeachLine увидит деталь и откорректирует созданную вами программу в автономном режиме. Комбинация автономного программирования и TeachLine помогает нашим клиентам быстро вносить изменения в производство.”

ЭСАБ также внедряет новый пакет «цифровых решений», который объединяет огромное количество информации, охватывающей весь процесс сварки, включая присадочный материал, основной материал и газ, чтобы упростить использование систем. Как сказал Хансен: «Сложную систему легко создать. Очень сложно сделать сложную систему простой. И вот к чему мы идем с нашими цифровыми решениями. Мы используем наши знания о процессе, чтобы принимать разумные решения по управлению процессом, чтобы оператору не нужно было быть таким же опытным или знающим, как в прошлом.”

ЭСАБ также работает над тем, чтобы сделать свое оборудование способным оценивать качество производимого сварного шва и, в идеале, предотвратить возникновение дефектов или разрывов.

Наконец, традиционная сварка также претерпела улучшения, такие как усовершенствованные формы волны и концепция ActiveWire Miller Electric, которая непрерывно подает проволоку MIG вперед и назад, чтобы уменьшить разбрызгивание и тепловложение. Такой подход расширяет возможности автоматизации сварки MIG и делает MIG жизнеспособным решением даже для сварки некоторых сверхтонких материалов.

Какой газ лучше всего использовать для сварки MIG?

0

Последнее обновление: 20 мая 2021 г.

Кредит: stafichukanatoly, Pixabay

Для сварки

MIG используется ручной пистолет с кабельным электродом, подаваемым на катушку, и газовое сопло, которое выпускает поток газа к месту сварки. Этот газ предотвращает контакт азота, кислорода и других газов окружающей среды со сварным швом. Это гарантирует, что есть сильные и стабильные результаты.

Загрязнение может привести к низкому качеству сварного шва на заготовке.Поэтому выбор подходящего газа необходим, если вы хотите добиться наилучших результатов. Однако какой газ лучше всего использовать при сварке MIG?

К сожалению, получить ответ не так-то просто. Для достижения наилучших результатов разным металлам требуются разные типы газа. Во многих случаях смесь углекислого газа и аргона 75/25 дает отличные результаты для многих металлов. Теперь давайте рассмотрим некоторые варианты и обсудим, как выбрать предпочтительный сварочный газ MIG для вашего предприятия.Читайте дальше, чтобы узнать больше!


Газы, используемые при сварке MIG

Сварка MIG происходит с помощью дуги, возникающей через постоянный твердый кабельный электрод. Электрод пропускается через сварочный пистолет и образует сварочную ванну на поверхности металла, которая соединяет два основных материала.

Дуга защищается с помощью защитного газа, который также проходит через сварочную горелку. Защитный газ также защищает сварочную ванну от загрязнения. Различные газы могут защитить сварочную ванну от загрязнения окружающей среды.Их можно разделить на инертные и неинертные газы.

Кредит: Bru-nO, Pixabay

.

Инертные газы (благородные газы)

В стандартных условиях окружающей среды благородные газы обладают высокой устойчивостью к химическим изменениям. Это означает, что наилучшую защиту защитного шва и дуги обеспечивают благородные газы.

Гелий и аргон — самые распространенные благородные газы. Эти два газа обычно используются при сварке TIG и MIG.

Большинство начинающих сварщиков спрашивают: «Могу ли я сваривать низкоуглеродистую сталь с использованием аргона?»

Да, можно.

Помимо двуокиси углерода, аргон является одним из наиболее распространенных защитных газов, используемых при сварке. Обычно аргон используется сам по себе, 100% или в сочетании с одним или двумя другими газами, чтобы обеспечить более глубокое проникновение в металл.

Благодаря защите аргоном обеспечивается более широкий, но не слишком глубокий провар сварного шва. Он отлично поддерживает дугу под постоянным углом. Гелий может образовывать более глубокий сварной шов и вызывать более горячий ожог по сравнению с аргоном. Однако он дороже аргона.

Благородные газы образуют намного меньше брызг при сварке, поскольку они обладают более высокой стойкостью к химическим реакциям, чем полуинертные или неинертные газы. Гелий значительно снижает пористость сварного шва.

Однако гелий потребляет гораздо больше энергии, чем аргон, и требует большего ухода, так как он может стать жарким и привести к перегреву и выгоранию.

Многие сварщики комбинируют гелий и аргон с другими недорогими газами, чтобы снизить затраты. А поскольку чистый аргон и гелий рекомендуются только для цветных металлов, таких как медь и алюминий, смешивание также важно.

Выбор подходящего защитного газа

Многочисленные сварочные аппараты MIG предлагают различные варианты использования защитного газа. Вы должны оценить свои цели в области сварки и области применения, чтобы выбрать то, что подходит именно вам.

Сварочные газы играют решающую роль в сварочных работах. Они предотвращают попадание атмосферных газов, таких как азот, водород и кислород, в сварочную ванну. Эти атмосферные газы могут вызвать проблемы с качеством готового сварного шва, как только они попадут в сварочную ванну.Следовательно, необходим защитный газ.

Вопрос в том, какой защитный газ использовать? Аргон, диоксид углерода, кислород и гелий — четыре наиболее часто используемых защитных газа. Каждый из них предлагает беспрецедентные преимущества и недостатки в каждом приложении.

При выборе учитывайте следующее:

  • Цена на газ
  • Характеристики готового шва
  • Подготовка и очистка после сварки
  • Основной металл
  • Ваши цели производительности

Стоимость газа

В любой производственной процедуре решающим фактором является стоимость.Некоторые газы стоят дороже, чем другие. CO2 (диоксид углерода) — самый доступный газ из четырех газов, используемых при сварке MIG.

Вы можете использовать его в чистом виде и, следовательно, вам не нужен вторичный газ. Это сэкономит вам больше денег.

Кредит: Мимзи, Pixabay

Характеристики готового сварного шва

Некоторые детали требуют точной обработки. Позже вы можете убрать другие, в то время как другие не нуждаются в каких-либо особых требованиях к отделке. Аргон или смесь аргона с углекислым газом — лучший вариант, если вам нужно меньше брызг, лучшее сварочное действие или более плоские профили станины.

Аргон — благородный газ, поэтому он не вступает в реакцию с расплавленным сварным швом. Однако это дорого. Добавление диоксида углерода может снизить затраты и по-прежнему обеспечивать приемлемое качество сварки.

Подготовка и очистка после сварки

Если вас беспокоит подготовка и очистка после сварки, лучшим выбором будет смесь аргона и углекислого газа. Он обеспечивает превосходную стабильность дуги, регулирование образования луж и меньшее разбрызгивание по сравнению с чистым диоксидом углерода.

Основной материал

Гелий и углекислый газ обеспечивают глубокие и широкие сварные швы и поэтому идеально подходят для толстых основных материалов.Цветные металлы, такие как магний, алюминий и титан, лучше всего работают с чистым аргоном.

Гелий является отличным газом с этими металлами, а также с нержавеющей сталью. Кислород хорошо работает с мягким углеродом, нержавеющей сталью и низколегированной сталью. Однако это приводит к коррозии. Поэтому не используйте его с магнием, медью, алюминием или любыми другими экзотическими металлами.

Ваши требования к производительности

Смесь аргона и диоксида углерода хорошо работает при распылении, что увеличивает производительность.Другой предпочтительной смесью является аргон и гелий. В этой смеси скорость является фактором. Он создает более горячую дугу, которая быстро распространяется и увеличивает производительность.


Газы, используемые при сварке MIG

Аргон

Кредит: byrev, Pixabay

Смесь от 75 до 95% аргона и от 5 до 25% диоксида углерода может быть лучшим выбором для фирм, которые уделяют больше внимания качеству сварки. Он предлагает более подходящую комбинацию регулирования образования лужи, стабильности дуги и меньшего разбрызгивания, чем чистый углекислый газ.

С этой смесью вы можете использовать процедуру переноса распылением, которая может обеспечить высокую производительность и более привлекательные сварные швы. Аргон также создает более узкий профиль проплавления, что полезно для стыковых и угловых швов.

При сварке цветных металлов, таких как титан, алюминий и магний, необходимо использовать 100% аргон.

Свойства аргона:

  • Не подходит для стали.
  • Это лучший газ для цветных металлов.

CO2 (диоксид углерода)

Кредит: Bru-nO, Pixabay

.

При сварке MIG углекислый газ является наиболее распространенным химически активным газом. Это единственный газ, который можно использовать в чистом виде без добавления благородных газов. углекислый газ также является самым дешевым из защитных газов, что делает его привлекательным выбором, когда материальные затраты являются главным приоритетом.

Чистый диоксид углерода обеспечивает глубокое проплавление шва, что полезно при сварке широких металлов.Однако он также генерирует менее устойчивую дугу и больше брызг, чем при смешивании с другими газами. Кроме того, это ограничивается только процедурой короткого замыкания.

Свойства углекислого газа:

  • Проникает глубже.
  • Образует много брызг.
  • Недорого.
  • Нельзя использовать с тонким металлом.

Кислород

Кредит: Мимзи, Pixabay

Это химически активный газ, который обычно используется в соотношении 9% или меньше для повышения текучести сварочной ванны, стабильности дуги при работе с мягким углеродом, проплавлением, нержавеющей сталью и низколегированной сталью.Однако это приводит к коррозии металла шва. Поэтому не используйте его с магнием, алюминием, медью или любыми другими экзотическими металлами.

Вы не можете использовать кислород как чистый газ. Однако вы можете смешивать его в количестве от 1% до 5% аргона и диоксида углерода. Это помогает улучшить качество сварки.

Кислород и аргон в основном используются для распыления на нержавеющую сталь, чтобы создать устойчивую дугу. Однако из-за повышенной текучести сварочной ванны сварка в нерабочем положении может стать проблемой.

Свойства кислорода:

  • Вы не можете использовать его отдельно, так как он вызывает коррозию.

Гелий

Кредит: virusmon, Pixabay

.

Как и чистый аргон, гелий в основном используется с цветными металлами, а также с нержавеющей сталью. Поскольку он обеспечивает широкий и глубокий профиль проникновения, гелий хорошо работает с толстыми металлами и обычно используется в соотношении от 25 до 75% гелия к 75 и 25% аргона.

Регулируя эти соотношения, изменяются скорость движения, профиль борта и глубина проникновения. Гелий создает более «горячую» дугу, что обеспечивает более быструю скорость движения и более высокую производительность.

Однако он самый дорогостоящий и требует более высокой скорости потока по сравнению с аргоном. Вы должны рассчитать значение увеличения производительности по сравнению с увеличением стоимости газа. Когда дело доходит до сварки нержавеющей стали, гелий в основном используется в тройной комбинации диоксида углерода и аргона.

Свойства гелия:

  • Обычно не используется
  • Лучшее для цветных металлов.
  • Подходит для толстого основного металла.

Изображение предоставлено: Studio 72, Shutterstock

Преимущество смеси аргона и двуокиси углерода и 100% двуокиси углерода

Эти две газовые смеси имеют разные преимущества и недостатки. Тот, который вы будете использовать, зависит от вашей конкретной цели сварки.

Смесь аргона и диоксида углерода для защиты

Если ваш защитный газ содержит более высокий процент смеси аргона, тогда у вас будут проекты более высокого качества.

Смесь 75-25 позволяет работать быстро и, следовательно, ваши готовые проекты будут иметь гораздо более чистый вид. Смесь предпочтительнее, если вы работаете над хрупкими проектами с более тонкими сварными швами или металлами, лежащими на верхних поверхностях ваших конструкций.

Некоторые люди также увеличивают долю аргона и выбирают смесь 85% -25%, поскольку она дает им более гладкую поверхность борта.

Тем не менее, есть две проблемы со смесью с высоким содержанием аргона. Во-первых, это дорого. Если вы опытный сварщик, убедитесь, что ваши расходы не превышают цену, которую вы запрашиваете за свои услуги.

Другая проблема заключается в том, что более высокая концентрация аргона снижает скорость проникновения дуги. По этой причине сварщики не используют чистый аргон для сварки. Защитные газы, содержащие благородный газ, такой как аргон, не подходят для сварки MIG низкоуглеродистой стали, потому что они обычно приводят к некрасивому, непоследовательному сварному шву.

100% диоксид углерода для защиты

Если вас беспокоит стоимость и вы не хотите, чтобы ваши сварные швы выглядели наилучшим образом, вы можете использовать диоксид углерода для сварки MIG низкоуглеродистой стали.Это значительно дешевле, чем смесь аргона, и его можно приобрести в розничных магазинах.

Углекислый газ

не является благородным газом, как аргон. Однако он обеспечивает достаточную химическую защиту, которая обычно используется при сварке MIG в качестве защитного газа. Реакция с дугой вызывает ощущение «горячего», по сравнению со смесью C25.

Обеспечивает более глубокое проникновение в соединительные металлы и создает прочный, более крупный валик. При использовании чистого углекислого газа электрическая дуга нестабильна.Это заставляет дугу потрескивать и хлопать сильнее, образуя брызги.

Также при сварке образует небольшое количество дыма и дыма. Более высокое разбрызгивание означает, что после завершения работы потребуется дополнительная очистка. Не следует использовать чистый углекислый газ, если вы свариваете более тонкие металлические калибры при низком токе. Это потому, что дуга может пробить раму.


Выберите, что лучше всего подходит для вас

Если вы ищете лучший вариант защитного газа для сварки MIG, который имеет широкое применение, возможно, лучшим выбором будет 25% двуокиси углерода и 75% аргона или что-то подобное, например смесь 80/20.

Если у вас ограниченный бюджет и вы не против убрать немного дополнительных брызг, углекислый газ стоит недорого и отлично, когда дело доходит до экспериментов и любительской сварки. Использование 100% аргона для сварки алюминия методом MIG или, как правило, для сварки TIG.

С нержавеющей сталью все становится дороже, если больше гелия смешать с аргоном и диоксидом углерода или кислородом. Там у вас также есть возможность выбрать более дешевый C2 со смесью 98/20.

Всегда принимайте во внимание металлы, которые вы хотите сваривать, и убедитесь, что вы получаете максимальную отдачу от потока газа.Не забывайте, что ключом к надежному рисунку валика и предотвращению перегрева металла является ваш предпочтительный газ и его скорость потока.

Для настройки расхода газа и экспериментов свяжитесь с производителем, чтобы узнать, что подойдет вам лучше всего, а что будет удобно.


Кредит избранного изображения: stafichukanatoly, Pixabay

металлов | Бесплатный полнотекстовый | Контроль пористости и разбрызгивания при лазерной сварке толстых деталей из AlMg5 с использованием высокоскоростной визуализации и оптической микроскопии

1.Введение

Снижение веса и производственных затрат при проектировании кузовов автомобилей достигается за счет использования сваренных стыковой лазерной сваркой полуфабрикатов, таких как специальные заготовки из стали и комбинированных материалов [1,2]. Лазер предпочтительнее для сварки из-за высокой скорости процесса, низкой деформации из-за небольшой зоны термического влияния, гибкости производства и простоты автоматизации [3,4,5]. Дальнейшее улучшение транспортировки может быть достигнуто путем замены стали более легкими металлами, такими как алюминий и его сплавы [6,7,8].Однако получение надежных, воспроизводимых безупречных высококачественных сварных швов для этих материалов является сложной задачей. Алюминий также трудно сваривать, потому что он легко окисляется. Кроме того, из-за ее высокой температуропроводности сварка и проплавление труднее достичь по сравнению со сталью [9]. Быстрый теплообмен подразумевает также быстрое затвердевание, которое приводит к высоким напряжениям, приводящим к трещинам, образованию пор или даже полному разрушению зоны сварки [10,11,12,13,14]. Другой общий недостаток лазерной сварки, особенно в режиме «замочная скважина» состоит из выброса капель жидкости, известного как «разбрызгивание».Это часто вызывает дефекты, такие как кратеры, выбросы и недозаливки, которые серьезно ухудшают механические свойства сварного шва [15,16]. Категоризация брызг на основе физических явлений, способствующих их образованию, была предложена Капланом и Пауэллом [17]. Одной из причин образования брызг является вертикальное движение жидкости в канавке во время облучения, вызванное потоком пара, который расширяется в замочной скважине. You et al. [18] объяснили этот тип образования брызг ударной волной, создаваемой расширяющимся испаренным веществом из расплавленной лазерной ванны.Чтобы понять и избежать этого недостатка, несколько исследовательских групп в режиме реального времени наблюдали за лазерной сваркой металлов и сплавов с помощью быстрой визуализации [16,17,18,19,20]. Таким образом, было возможно извлечь соответствующую информацию о замочной скважине (форма, размер, движение жидкости, образование пор), расширении факела (длина факела, скорость расширения, выброс частиц) и его влиянии на ванну расплава (разбрызгивание жидкости). Используя высокоскоростную камеру, Zhang et al. [19] визуализировали влияние парового шлейфа как на динамику ванны расплава, так и на переходное поперечное сечение замочной скважины, применив сложную пробоподготовку.Они заметили, что для полного проникновения расплава давление отдачи шлейфа вызывало нисходящий поток жидкости в замочной скважине. Из-за этого движения жидкость на дне замочной скважины движется вверх с высокой скоростью, что является основной причиной появления брызг. Обнаружение брызг с помощью высокоскоростной визуализации способствовало выявлению сварочных дефектов в случае лазерной сварки нержавеющей стали за счет определение диаметра брызг вместе с характеристиками факела и направлением выброса [18,20].Наличие спонтанного большого количества брызг на последовательностях изображений подтвердило, что произошло уменьшение ширины сварного шва. Основываясь на этой аналогии, последовательности изображений можно использовать для оценки качества сварного шва на месте. Для того же материала Ли и др. предложили фокусировать лазерный луч по глубине для достижения более стабильной лазерной сварки путем создания потока к дну замочной скважины, что контролируется с помощью рентгеновского изображения на месте [21]. Предлагаемый в литературе метод уменьшения разбрызгивания и пористости во время Лазерная сварка разнородных материалов, таких как сплавы алюминия и титана, предназначена для смещения лазерного луча в сторону титана, близкую к шву.Casalino et al. показали, что такое смещение позволяет получить высокопрочный сварной шов, свободный от пористости и брызг, без необходимости в заполнении или подготовке канавок [22,23].

Целью данного исследования была разработка метода, основанного на высокоскоростной визуализации и оптической микроскопии, для быстрого определения оптимальных параметров лазерной сварки толстого образца. Мы стремились обеспечить полное проникновение тепла, устранить пористость и разбрызгивание, а также уменьшить разбрызгивание. Для этого исследования мы выбрали частный случай сплава AlMg5, в котором пористость очень трудно преодолеть путем проб и ошибок настройки параметров лазера.

2. Материалы и методы.

Слитки AlMg5 были изготовлены самостоятельно путем плавки алюминия и магния (от 4,5 до 5,5 мас.% Mg). Призматические купоны размером 20 × 20 × 3 мм 3 были вырезаны из насыпного материала. Перед лазерным облучением детали были отполированы наждачной бумагой (P 180) и промыты этанолом для удаления загрязнений и мусора. Детали были сварены встык с использованием импульсного лазерного источника Nd: YAG (λ = 1064 нм) (SLS200-306 Lasag, Belp, Switzerland).

Определение характеристик лазерного луча с помощью профилометра MBS300 (Ophir, North Logan, UT, USA) выявило импульс цилиндра в плоскости изображения конечной фокусирующей линзы лазера.Размер пятна для мощности лазера 1 кВт и длительности импульса 2 мс оказался равным 600 мкм для фокусировки луча на поверхности и 850 мкм для глубины 2,5 мм. Профили интенсивности пятен, сфокусированных на поверхности и в глубину, представлены в ссылке [16].

Образцы AlMg5 прижимались друг к другу на рабочем столе и крепко удерживались с помощью механизма блокировки, чтобы минимизировать зазор.

Схема экспериментальной установки схематично представлена ​​на рисунке 1. Лазерный луч был перпендикулярен поверхности образцов (рисунок 1) и доставлялся по оптическому волокну через заключенную в корпус оптическую систему, перемещаемую по оси z, состоящую из коллиматора и направляющих зеркал. и объектив с фокусным расстоянием 25 см.Луч лазера оставался в фиксированном положении, в то время как образцы перемещались с помощью столика трансляции X – Y. Обычный падающий лазерный луч имеет диаметр пятна от 600 мкм до 1,5 мм при пиковой мощности 5,5 кВт и длительности импульса 1 или 5 мс соответственно. Для стыкового шва с полным проплавлением образцов толщиной 3 мм необходимо было установить лазерный источник на максимальную пиковую мощность 5,5 кВт при диаметре пятна 850 мкм. Поверхность образца удерживалась выше или ниже фокуса пучка на расстоянии 2,5 мм. После установления полного проплавления шва можно было настроить дополнительные параметры процесса, чтобы улучшить качество шва [24].Длительность импульса варьировалась от 1 до 6 мс. При работе с частотой следования импульсов 10 Гц энергия импульса была стабильной для выбранной пиковой мощности импульса и всех выбранных длительностей импульсов. Образцы перемещали перпендикулярно падающему лазерному лучу со скоростью шагового двигателя от 7 до 40 см / мин. При сварке деталей из AlMg5 присадочный материал не использовался. Для защиты сварочной ванны от окисления в качестве защитного газа использовался аргон высокой чистоты (Ar, 99,9999%). Газ Ar подавали через трубку из политетрафторэтилена (ПТФЭ) диаметром 4 мм, расположенную в плоскости xz, на расстоянии 3 см от лазерного пятна под углом примерно 50 ° к поверхности образца, в то время как образец перемещался по оси y. направление (см. рисунок 1 для справки о движении).Оптимизированная скорость потока Ar 5 л / мин была использована для предотвращения окисления. Таким образом, содержание Ar 99% было измерено на 1 см перед местом сварки методом масс-спектрометрии.

Процессы одиночной лазерной сварки и полные сварочные процессы были записаны с помощью высокоскоростной комплементарной металл-оксид-полупроводниковой (CMOS) камеры (Motion Pro Y4-S3 mono; Videal AG, Niederoenz, Швейцария) с разрешением изображения макс. 1024 × 1024 пикселей. Для регистрации расширения факела через объектив Zeiss с фокусным расстоянием 100 мм камеру устанавливали горизонтально, параллельно поверхности образца.Частота кадров была выбрана от 16 400 до 58 001 кадр / с, а выдержка была установлена ​​от 100 нс до 20 мкс.

Для мониторинга сварочной ванны с помощью микроскопа MZ10 (Leica, Wetzlar, Германия), установленного на 2-кратное увеличение и наклоненного под углом 45 ° по отношению к лазерному лучу, частота кадров камеры была выбрана около 30 000 кадров в секунду, с выдержка установлена ​​на 100 нс. Освещение расплавленной ванны достигалось с использованием холодного белого света, подаваемого источником галогенной лампы KL1500 Electronic (Schott AG, Майнц, Германия), размещенным на расстоянии 3 см от места облучения под углом освещения 45 ° по отношению к образцу.Использовались различные цветные фотографические фильтры, чтобы лучше различать либо особенности расширения факела, либо брызги и сварочную ванну. Записи обрабатывались с помощью программного обеспечения анализа движения Pro Analyst (версия 1.5.9.8, Xcitex, Woburn, MA, США). Зная количество полученных кадров в секунду, программное обеспечение может установить время появления каждого кадра и, используя толщину образца AlMg5 в качестве эталона, может рассчитать расстояния и скорости движения для расширения факела и летающих частиц.

Морфология и поперечные сечения сварного шва изучались с помощью оптической микроскопии с использованием микроскопа Axioplan (Carl Zeiss, Оберкохен, Германия), оснащенного камерой ProgResC14 plus (Jenoptik, Йена, Германия).

3. Результаты

3.1. Настройка параметров с использованием данных оптической микроскопии

Во-первых, было установлено, что пиковая мощность лазера 5,5 кВт и длительность импульса более 2 мс являются обязательными для стыковой сварки листов толщиной 3 мм. Более низкие пиковые мощности вызывали неполное плавление на глубине.

Рисунок 2a – d соответствует сварным швам, выполненным импульсами длительностью 1, 2, 3 и 6 мс. Количество и размеры капель и частиц, осаждаемых как вокруг, так и внутри шва, увеличиваются с увеличением длительности импульса при постоянной мощности. Для импульсов длительностью 1 мс большинство частиц имели диаметр 150 мкм, увеличиваясь до 1 мм для импульсов длительностью 6 мс. При длительности импульса 1 мс большинство частиц в окрестности шва были полиэдрическими. При увеличении длительности импульса стали преобладать круглые частицы (для ясности сферические частицы будут называться «каплями»).Большинство капель были окружены ореолом, скорее всего, частью первоначальной капли, которая распространилась при попадании на поверхность. На рисунке 3 подробно представлена ​​круглая частица, которая все еще была жидкой, когда она столкнулась с поверхностью образца, создав вокруг нее брызги жидкого металла (левая сторона), а также некоторые примеры частиц неправильной формы (правая сторона).

Поскольку пиковая мощность лазера должна была поддерживаться на уровне 5,5 кВт, наиболее очевидным параметром, который нужно было изменить для улучшения качества сварных швов, была длительность лазерного импульса.Несложной задачей настройки длительности импульса было исследование разбрызгивания / разбрызгивания на поверхности образцов. Вблизи шва были обнаружены явные признаки сильного выброса материала в виде брызг (массивного разлива расплавленного металла) при длительности импульса 4 и 5 мс. Учитывая это, для сварки образцов AlMg5 толщиной 3 мм была выбрана длительность импульса 2 мс для дальнейших исследований.

Путем увеличения скорости перемещения во время сварки с 7 до 14, 30 и, наконец, 40 см / мин при сохранении постоянной пиковой мощности лазера на уровне 5.5 кВт, при длительности импульса 2 мс и частоте повторения 10 Гц наблюдалось уменьшение количества жидкости, разлитой из шва, и резкое уменьшение плотности капель на поверхности. При удвоении скорости с 7 до 14 см / мин было замечено, что диаметр частиц вокруг сварного шва уменьшился с 60–200 мкм до 20–100 мкм. При 30 и 40 см / мин не удалось обнаружить никаких капель на поверхности образцов вблизи шва. Наблюдались только редкие капли, расположенные исключительно внутри шва.Они имели диаметры от 200 до 500 мкм. Кроме того, на поперечных сечениях образцов были обнаружены сварные швы с полным проплавлением. Поэтому скорость сканирования 30 см / мин оставалась оптимальной для наших условий сварки.

3.2. Настройка параметров с использованием данных высокоскоростной визуализации

Для определения оптимальных экспериментальных параметров сварки использовалась высокоскоростная визуализация поверхности для мониторинга поведения жидкой фазы. Этот анализ может иметь значение для сварки с двух точек зрения: (i) он может предоставить информацию о разбрызгивании для конкретного набора выбранных экспериментальных условий.Для сварки брызги могут быть выбраны в качестве одного из параметров управления при поиске оптимальных условий сварки, так как их большое количество может означать потерю материала, которая вызывает недозаполнение сваркой, пористость, а также плохой внешний вид сварных швов; (ii) Он позволяет в реальном времени визуализировать движение жидкости в облучаемой области, что позволяет выбрать параметры облучения, чтобы исключить разбрызгивание (большой ливень жидкого материала).

Во-первых, для исследования взаимодействия лазерного луча с материалом были выполнены однократные облучения поверхности образца AlMg5, подвергнутого пескоструйной очистке, при этом луч был сфокусирован 2.Глубиной 5 мм. На рис. 4 представлена ​​последовательность репрезентативных кадров, извлеченных из записи в реальном времени эволюции состояния поверхности AlMg5 под действием одного лазерного импульса с пиковой мощностью 5,5 кВт и длительностью 2 мс.

Далее для всего набора кадров привязка по времени «момент = 0 с» соответствует запуску внутреннего события камеры (т. Е. «Запуск по движению»), определяемому как увеличение с 2% до 5% от интенсивность света в области облучения.

Целью этого исследования было определить время накала, плавления и кипения на металлической поверхности и затем сравнить их со временем, зарегистрированным для фактических сварных швов на канавке между двумя металлическими частями.Поверхность стала раскаленной через 30 мкс после начала облучения лазерным импульсом (рис. 4a) и достигла максимальной яркости примерно после 200 мкс облучения (рис. 4b). С этого момента наблюдался процесс плавления, который начинался из центра пятна и расширялся по кругу по направлению к краям лазерного пятна. На рис. 4с представлена ​​типичная рамка для расширения жидкой фазы. Вся облучаемая область полностью расплавлялась через 800 мкс. Ванна расплава, непрерывно нагреваемая лазером, достигла температуры кипения.Первое разбрызгивание было зарегистрировано через 1350 мкс. Также было замечено, что возникновение событий, представленных на Рисунке 4, остается неизменным для импульсов с пиковой мощностью 5,5 кВт и большей длительностью импульсов, но зарегистрированное время уменьшилось, в то время как кипение и разбрызгивание (Рисунок 4d) усиливается с увеличением длительности импульса. Для сравнения с экспериментальными наблюдениями использовалась базовая аналитическая модель, которая предсказывает эволюцию температуры на поверхности образца во время воздействия лазерного импульса [25]. Расчеты проводились только в направлении z, и поверхностное поглощение, проводимость, плотность и теплоемкость считались не зависящими от температуры.Упрощенная форма уравнения теплопроводности принимает следующий вид: где T — температура, t — время, D — коэффициент температуропроводности, D = kρcp, k = теплопроводность, ρ = плотность, c p = удельная теплоемкость. Решение одномерного уравнения теплопроводности: где τ = длительность импульса; α = коэффициент оптического поглощения, I 0 = пиковая мощность лазера, R = коэффициент отражения, k = теплопроводность; D = температуропроводность, ierfc = интеграл дополнительной функции ошибок. Для случая температуры поверхности (z = 0) Для AlMg5 в расчетах использовались константы: k = 140 Вт / м · K, c p = 900 Дж / кг · K, α = 10 8 м −1 , в то время как коэффициент отражения для длины волны 1064 нм составлял выбрано 93% [26].Смоделированная эволюция температуры во время лазерного импульса представлена ​​на рисунке 5. В конце лазерного импульса температура поверхности превышает 3000 К. Для событий, записанных на рисунке 4, расчетные температуры равны T (33 мкс) = 683 K. , T (203 мкс) = 1200 K, T (474 ​​мкс) = 1477 K, T (1,355 мс) = 2800 K. Хотя модель точно предсказывает, что происходит через 33 мкс с начала лазерного импульса, она завышает температуры для диапазон мс. Это, безусловно, связано с упрощением модели: поглощающая способность поверхности, безусловно, будет увеличиваться с температурой, поглощение лазерного луча в шлейфе и радиационные потери не рассчитываются.Однако модель полезна для прогнозирования интервалов, в которых может произойти кипение. Температура кипения AlMg5 составляет ~ 2700 К [27], что происходит через 1,355 мс с момента начала лазерного импульса, как это было зафиксировано на кадрах высокоскоростной камеры. Модель получила значение 2800 K при 1,355 мс. С небольшими корректировками записи могут быть оптимизированы для захвата только интересующего кадра, что значительно сокращает время обработки видео и пространство для хранения видео. На втором этапе выполнялась стыковая сварка между двумя соседними частями, и наблюдалось ее наблюдение с помощью высокого разрешения. Радар.На рис. 6а видно, что металл, нагретый лазерным пятном, сначала стал раскаленным. Границы суставов постепенно приобретали круглую форму под действием лазерного импульса (рис. 6б). Плавление происходило примерно через 200 мкс, начиная с центра пятна, что оставалось совместимым с предыдущими наблюдениями, полученными при облучении плоской поверхности. Жидкость поднималась из канавки и вызывала выталкивание жидкости, которое началось примерно через 830 мкс (рис. 6c). В конце лазерного импульса жидкость упала обратно в канавку, образуя водоворот (рис. 6d).Мы полагаем, что жидкость следует за стенками кратера конической формы, возвращаясь в канавку, создавая таким образом этот водоворот. Во время этого движения вверх / вниз жидкость теряет тепло и становится плотнее, чем жидкость, остающаяся на дне канавки. Давление, оказываемое возвращающейся жидкостью на нижнюю ванну, может вызвать разлив между двумя свариваемыми деталями (см. Область, отмеченную красным кружком на рисунке 7a). В случае стыковой сварки разбрызгивание происходит еще до поверхности. кипячение.Мы считаем, что это причина появления пузырьков газа, которые выходят из нижней части ванны расплава, вызывая разбрызгивание жидкости. Чтобы подтвердить это предположение, стык между двумя образцами AlMg5 был облучен одиночными лазерными импульсами (мощность = 5,5 кВт, частота = 1 Гц, фокусировка по глубине 2,5 мм), а затем поперечное сечение сварного шва было исследовано методом оптическая микроскопия (рис. 7). Действительно, мы обнаружили поры, которые, казалось, были захвачены во время затвердевания, рядом с нижней частью сварного шва. Увеличение длительности импульса привело к образованию более крупных пор в затвердевшей замочной скважине.В случае импульса длительностью 2 мс образовалась пора размером ~ 50 мкм (рис. 7a), а увеличение длительности импульса до 3 мс привело к образованию поры диаметром ~ 300 мкм (рис. 7b). Эта тенденция к увеличению диаметра пор продолжалась до длительности импульса 6 мс, когда большая часть замочной скважины была лишена металла (рис. 7c).
3.3. Получение беспористых сварных швов в сплаве AlMg5 с использованием инфракрасного миллисекундного лазерного источника
В ванне расплава было очень мало кипения и разбрызгивания для режима 3 кВт. Однако поперечные сечения показали, что сварка была неполной, пиковая мощность 3 кВт оказалась недостаточной для плавления образцов AlMg5 толщиной 3 мм.Сварной шов также показал пористость корня (рис. 8а). Для сварки образцов толщиной 3 мм требовалась пиковая мощность 5,5 кВт, но в этом случае наблюдались многочисленные крупные поры, случайно распределенные в сварном шве в поперечном сечении. Сварочные эксперименты проводились также с лазерными лучами, сфокусированными на глубину от 0 до 5 мм, с шагом 0,5 мм между образцами. Фокусировка луча на поверхности была исключена, так как она вызывала слишком много брызг и потерь материала, видимых как на высокоскоростных изображениях, так и визуально в области сварного шва.Разбрызгивание постепенно уменьшалось с дефокусировкой луча по глубине, а поры сужались ближе к нижней части сварного шва по мере увеличения дефокусировки. Оптимальное расстояние расфокусировки оказалось равным 2,5 мм в глубину, что соответствует круглому пятну диаметром 850 мкм. В этом режиме облучения было достигнуто полное проникновение тепла, и поры были изолированы на дне сварного шва, рядом с нижним краем купона (рис. 8b). При еще большем увеличении мощности лазера разбрызгивание и поры увеличиваются, в то время как продолжение дефокусировки до глубины 4 или 5 мм приведет к уменьшению глубины ванны расплава.Было ясно, что беспористая одноступенчатая сварка с использованием нашего лазерного источника на этом сплаве невозможна при исследуемых параметрах. Второй этап сварки на другой стороне, где поры были ограничены, был необходим. Пиковая мощность импульса 3 кВт, сфокусированная на глубине 2,5 мм, при той же скорости сканирования и частоте повторения импульсов, что и в предыдущем случае, была достаточной для удаления пор и получения сварного шва без пор (рис. 8c).

4. Обсуждение и выводы

Процесс лазерной сварки деталей из AlMg5 с миллисекундным лазерным источником Nd: YAG, излучающим в инфракрасном диапазоне, контролировался с помощью высокоскоростной визуализации и коррелировался с анализами оптической микроскопии для более быстрого выбора оптимальных параметров с целью получения сварной шов без пор и брызг.

Была проведена высокоскоростная визуализация реального процесса лазерной сварки с помощью объектива микроскопа, и мы обнаружили, что в случае пучков, сфокусированных по глубине, жидкий металл выталкивается вверх испаренным металлом, расширяющимся со дна расплавленной ванны. Это вызвало разлив и разбрызгивание, а заполнение канавки частично затруднялось облаком металлического газа, выходящим из дна канавки.

Предоставляя полезную информацию, необходимо отметить, что это высокоскоростное исследование изображений в статическом режиме может отличаться от реального процесса сварки в динамическом режиме.Действительно, в статическом режиме лазерный луч при нормальном падении на относительно гладкую поверхность частично отражается зеркально, а небольшая его часть поглощается средой. В динамическом режиме большой мощности образуется замочная скважина, содержащая в основном пары металлов. Лазерный луч может проникать глубже в материал с помощью этой полости, и он многократно отражается от стенок замочной скважины, часть его поглощается при каждом контакте со стенками. Таким образом, многократное поглощение / отражение Френеля может значительно увеличить эффективность поглощения лазерного излучения в динамическом режиме, и, следовательно, соответствующие температуры могут быть более высокими, а время события может быть короче по сравнению со статическим режимом [28,29].

По сравнению с лазерным облучением поверхности купонов, при облучении стыка между двумя купонами брызги образуются раньше. Одно из возможных объяснений разбрызгивания, возникающего в разное время (830 мкс против 1350 мкс соответственно), может заключаться в том, что механизм образования брызг отличается: в случае облучения поверхности металл должен сначала достичь температуры плавления, а затем температуры кипения. для возникновения брызг, в то время как для случая совместного облучения расплавленный металл, выливающийся из соприкасающихся краев, поднимается вверх газами, поднимающимися из канавки.

Оптические микроскопические изображения поперечных сечений после одноимпульсного облучения (рис. 7) показали, что поры могут образовываться на дне ванны расплава, и их размер увеличивается по мере увеличения мощности лазерного импульса. Металлический зеркальный блеск пор вместе с их сферической формой указывает на гипотезу о том, что они являются результатом горячих металлических паров, поднявшихся со дна расплавленной ванны в жидкой среде, которая позже затвердела и захватила их. Пары конденсировались на застывших сферических стенках во время охлаждения, придавая им зеркальный вид.

Толщина образца, которая требовала максимальной мощности лазера, вместе с информацией о динамике жидкости, полученной с помощью высокоскоростной визуализации и оптической микроскопии, уменьшила количество вариантов изменения параметров до минимума, что сделало процесс оптимизации довольно быстрым. Поскольку для сварки образцов толщиной 3 мм требовалась большая мощность, нельзя было исключить наличие пор. Решение заключалось в том, чтобы удерживать их в нижней части сварного шва путем настройки фокусировки луча. По мере уменьшения мощности лазера из-за дефокусировки температура расплавленного металла снижалась, а это означает, что после окончания импульса он затвердевал быстрее.Эксперимент с использованием высокоскоростной камеры для мониторинга ванны расплава вместе с оптической микроскопией поперечных сечений показал, что дефокусировка пучка на глубину 2,5 мм была оптимальным режимом для сдерживания пор вблизи дна сварного шва сразу после их появления. генезис. Чтобы гарантировать беспористый сварной шов, сторона образца с выровненными порами должна была быть расплавлена, чтобы газы вышли и жидкий металл перестроился. После нескольких испытаний оптимальная мощность импульса, обеспечивающая сварной шов без пор, составила 3 ​​кВт.

Высокоскоростной мониторинг изображений, подкрепленный исследованиями поперечного сечения с помощью оптической микроскопии, должен позволить пользователям настраивать параметры лазера для любого типа мощного обрабатывающего лазерного источника, чтобы иметь возможность сваривать даже самые проблемные металлы и сплавы.

Калькулятор стоимости сварных швов

QWPA (Quick Weld Productivity Analyzer) — это простой в использовании калькулятор для анализа общих затрат на сварку вашего сварочного производства. Этот инструмент может помочь вам увидеть влияние на стоимость различных аспектов вашего производства, включая увеличение скорости наплавки и времени дуги / рабочих факторов.Вы можете просмотреть PDF-документ, просто нажав кнопку ниже!

Исходные данные процесса сварки

Сварочный процесс

Выбрать процесс сварки

Количество проводов / электродов

Скорость подачи проволоки (WFS) м / мин

Площадь стыка поперечного шва мм 2

Рассчитать

Количество сварочных проходов

кол-во

Выходные данные процесса сварки

Производительность наплавки проволоки / электрода нетто кг / ч

Скорость сварки / проход шва мм / мин

Расчет времени цикла и производительности

Общее количество сварщиков на станцию ​​

Фактор времени дуги / рабочий фактор

Общая длина сварного шва / Изделие, м

Вес металла шва в кг на метр сварного шва

Расход проволоки / электрода в кг на метр

Время дуги на продукт

Время выключения дуги на продукт

Время цикла на продукт

Энергопотребление кВтч / продукт

Рассчитать

КВтч / продукт

Исходные данные для расчета себестоимости продукции

Стоимость проволоки / электрода / кг

Расход газа литр

Л / мин

Расчетная плотность флюса кг / м сварного шва

Стоимость энергии / кВт / ч, включая штраф

Стоимость сварщика / оператора в час, вкл.социальная сек.

Расчет себестоимости продукции

Общая стоимость производства на метр стоимости сварного шва

Общая стоимость производства на себестоимость продукции

/ prod

Сварка оцинкованной стали | Американская ассоциация гальванизаторов

Дом » Дизайн и изготовление » Рекомендации по изготовлению » Сварка » Сварка оцинкованной стали

Сварка оцинкованной стали

Сварка конструкций до и после цинкования является обычным явлением.Требования, позволяющие это сделать, относительно просто реализовать. И сварка до и после цинкования совместима с целью обеспечения превосходной защиты от коррозии.

Многие общепринятые методы сварки и резки могут использоваться для оцинкованной стали (см. Спецификацию Американского общества сварки (AWS) D-19.0, Сварка стали с цинковым покрытием ). Сварка оцинкованной стали может потребоваться, если окончательная конструкция слишком велика для погружения в ванну для цинкования или для конструкций, которые необходимо сваривать в полевых условиях.

AWS D-19.0 требует сварки оцинкованной стали на участках, свободных от цинка. Таким образом, для оцинкованных строительных конструкций цинковое покрытие должно быть удалено по крайней мере на 1-4 (2,5-10 см) с каждой стороны предполагаемой зоны сварного шва и с обеих сторон детали. Наиболее распространенным и предпочтительным методом удаления является шлифовка цинкового покрытия, но также эффективны сжигание цинка или отталкивание его от области сварного шва.

Сварка оцинкованной стали всегда должна производиться в хорошо вентилируемых местах, чтобы свести к минимуму вдыхание дыма.Публикация AWS, AWS / ANSI Z49: 1, Безопасность и резка при сварке , охватывает все аспекты безопасности и здоровья при сварке. Однако оцинкованную сталь можно сваривать без удаления цинкового покрытия, если соблюдать специальные процедуры.

Ниже перечислены сокращенные процедуры сварки оцинкованной стали с использованием наиболее распространенных методов сварки.

Газовая дуговая сварка металла (GMAW)

Газовая дуговая сварка металлическим электродом, также известная как сварка металл-инертный газ (MIG), представляет собой универсальный полуавтоматический метод сварки, особенно подходящий для сварки более тонких материалов (<1/2 [13 мм] толщиной).

Скорость сварки GMAW обычно ниже для оцинкованных поверхностей. Эти пониженные скорости позволяют цинку дольше выгорать в передней части сварочной ванны. Увеличение тока, подаваемого на сварочный электрод, может обеспечить достаточные средства для выжигания цинковых покрытий большей толщины.

Глубина проплавления уменьшается при сварке оцинкованной стали. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры.Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. При сварке оцинкованной стали в защитном газе CO 2 разбрызгивание увеличивается. Образование частиц брызг прямо пропорционально толщине цинкового покрытия. Следовательно, образование брызг больше у горячеоцинкованной стали, чем у непрерывно оцинкованной (листовой) стали.

Частицы брызг могут прилипать к стальной поверхности, вызывая неприглядный вид.Нанесение состава для отделения брызг на основе кремния, нефти или графита перед сваркой может уменьшить прилипание брызг. Эти составы позволяют легко удалять частицы брызг после сварки.

Увеличение нагрева, снижение скорости сварки и использование защитного газа аргон-CO 2 при сварке GMA может дать более стабильную дугу и обеспечить более гладкие наплавки с минимальным разбрызгиванием и потерями цинка.

В начало

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Наиболее распространенным процессом дуговой сварки является дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW).Сварка SMAW — это процесс, в котором используются покрытые флюсом электроды длиной от 9 до 18 дюймов (от 23 до 46 см) и диаметром от 1/16 до 5/16 дюймов (от 1,6 до 8,0 мм).

Глубина проплавления сварного шва уменьшается при сварке SMAW оцинкованной стали, как и в случае сварки GMAW, корневое отверстие для стыковых швов должно быть увеличено по сравнению со стальными поверхностями без покрытия. Однако можно получить проплавление на всю глубину сварного шва, изменив обычные методы сварки для стали без покрытия.Если угол наклона электрода уменьшается с обычных 70º до 30º, а скорость сварки значительно снижается, нормальная глубина сварки может быть достигнута путем перемещения электрода назад и вперед по линии соединения.

Образование брызг также увеличивается при сварке SMAW. Как правило, образование брызг не увеличивается до такой степени, когда требуются составы, предотвращающие разбрызгивание. Более низкие скорости сварки позволяют выгорать большей части цинкового покрытия и уменьшают образование брызг.Что касается сварки GMAW, обычно нет необходимости увеличивать ток, подаваемый на электрод, чтобы увеличить количество сгоревшего цинка.

Уменьшение угла наклона электрода и уменьшение скорости движения сварного шва значительно повысит качество сварки SMAW на оцинкованной поверхности. Стали толщиной более 1/2 (13 мм) рекомендуется сваривать методом SMAW. При нанесении SMAW на оцинкованную сталь следует учитывать следующие соображения:

Сварочный электрод следует прикладывать медленнее, чем обычно, с взбиванием, при котором электрод перемещается немного вперед от сварочной ванны, а затем назад в сварочную ванну.Это гарантирует, что весь цинк выгорит до того, как начнется наплавка валика. После улетучивания сварка такая же для стали без покрытия.

Следует избегать переплетения и множественных сварных швов. Подвод тепла к стыку следует сводить к минимуму, чтобы избежать чрезмерного повреждения прилегающего покрытия, не жертвуя при этом теплом, необходимым для выгорания цинка до образования валика. Короткая длина дуги рекомендуется для сварки во всех положениях, чтобы лучше контролировать сварочную ванну и предотвратить периодическое чрезмерное проплавление или подрезание.При сварке оцинкованной стали глубина проплавления уменьшается. При выполнении стыковых швов необходимо предусматривать большие зазоры. Равномерное проплавление достигается за счет движения сварочной горелки из стороны в сторону при стыковой сварке в горизонтальном положении. Отклонения от методов SMAW для поверхностей без покрытия и поверхностей с цинковым покрытием возникают из-за дополнительного тепла, необходимого для удаления цинкового покрытия. Создание взбивающего движения во время сварки позволяет удалить как можно больше цинкового покрытия перед формированием сварного шва.В результате получается более нарушенная сварочная ванна, повышающая текучесть шлака и образование брызг.

В начало

Кислородно-ацетиленовая сварка

Типичные результаты сварки

Все марки сталей с горячим цинкованием можно сваривать кислородно-ацетиленовой сваркой плавлением. Подготовка к сварке аналогична подготовке стали без покрытия. Поскольку для этого процесса необходима низкая скорость перемещения, которая необходима для доведения кромок стыка до температуры плавления, дополнительное тепло вызывает повреждение цинкового покрытия на гораздо большей площади, чем при использовании более быстрых процессов сварки.Наилучшие результаты достигаются, когда присадочный стержень перемещается вперед и назад, создавая волнообразный сварной шов. Следует использовать сопла с размерами, аналогичными тем, которые используются для сварки стали без покрытия аналогичной толщины. Сварные швы нельзя переплавлять пламенем для улучшения их внешнего вида; это приведет к дополнительной потере цинкового покрытия.

В начало

Сварка шпилек

Если оцинкованные шпильки должны быть приварены к оцинкованным поверхностям, необходимо удалить цинковое покрытие с конца шпильки и поверхности, на которую шпилька должна быть приварена.Если торцевая поверхность все еще покрыта цинком, металл сварного шва может сильно вылететь из стыка из-за улетучивания цинка с прилегающей поверхности.

В начало

Сварочная арматура

Сварку арматурных стержней можно выполнить методом SMAW или GMAW без удаления цинкового покрытия. Однако предпочтительно удаление цинкового покрытия в пределах 2 (50 мм) от сварного шва. Дополнительную информацию о сварке арматуры см. В Руководстве D 1.4 Американского общества сварщиков.

Концы прутка могут быть подготовлены к необходимому профилю распиловкой, шлифовкой или кислородной резкой. Холодная стрижка не рекомендуется, и подготовленные таким образом стержни следует тщательно осматривать, чтобы убедиться, что в процессе резки не повредились концы. При обнаружении повреждений концы необходимо обрезать до прочного металла. На сварных поверхностях не должно быть неровностей, которые могут помешать наплавке сварного шва заданного размера или вызвать дефекты. Если концы арматурных стержней подготовлены на месте, подготовленные кромки не будут содержать цинка, а процедуры сварки будут такими же, как и для стержней без покрытия.Наличие цинка на конце свариваемых стержней не оказывает значительного влияния на процедуру сварки или время, необходимое для выполнения соединений. Единственная разница заключается в образовании дыма при покрытии подготовленных кромок цинком.

В начало

Сварка трением

Шпильки с плоским концом, без покрытия или оцинкованные, нельзя приваривать к оцинкованной пластине, поскольку слои сплава в цинковом покрытии действуют как поверхность с низким коэффициентом трения, и для сварки выделяется недостаточно тепла.Использование заостренных шпилек решает проблему приваривания шпилек трением к оцинкованным поверхностям. Наилучшие результаты достигаются на шпильках с острием под углом 120 °. Наличие цинкового покрытия на шпильке увеличивает время, необходимое для сварки.

В начало

Контактная сварка стали с цинковым покрытием

Сварка сопротивлением

обычно используется для соединения оцинкованной стали толщиной менее 1/4 дюйма и с цинковым покрытием менее 1 унции / фут 2 (305 г / м 2 ).Покрытия плотностью до 1,5 унций / фут 2 (460 г / м 2) были успешно сварены, но срок службы электродов намного короче, чем у более легких покрытий. На более толстых покрытиях необходимо чаще заменять или ремонтировать изношенные электроды. Листовые материалы можно сваривать сопротивлением без снятия и с небольшим повреждением цинкового покрытия. Большинство гальванических покрытий после изготовления имеют большую толщину, чем рекомендовано для контактной сварки, и это становится непрактичным.

В начало

Страница не найдена | Институт науки и технологий Сатьябамы (считается университетом)

Состояние

Выберите StateAndaman и NicobarAndhra PradeshArunachal PradeshAssamBiharChandigarhChhattisgarhDadra И Нагар HaveliDaman И DiuDelhiGoaGujaratHaryanaHimachal PradeshJammu и KashmirJharkhandKarnatakaKeralaLakshadweepMadhya PradeshMaharashtraManipurMeghalayaMizoramNagalandOdishaPuducherryPunjabRajasthanSikkimTamil NaduTelanganaTripuraUttar PradeshUttarakhandWest Бенгальский

Курсы

— Select -Undergraduate Courses (UG) Инженерные курсы (B.E. / B.Tech / B.Arch / B.Des) BE — Компьютерные науки и инженерия B.E — Компьютерные науки и инженерия со специализацией в области искусственного интеллектаB.E — Компьютерные науки и инженерия со специализацией в Интернете вещей B.E — Компьютеры Наука и инженерия со специализацией в области науки о данных B.E — компьютерные науки и инженерия со специализацией в области искусственного интеллекта и робототехники B.E — компьютерные науки и инженерия со специализацией в области искусственного интеллекта и машинного обучения B.E — Информатика и информатика со специализацией в технологии цепочек блоков B.E — Информатика и информатика со специализацией в области кибербезопасности B.E — Электротехника и электроника B.E — Электроника и техника связи B.E — Машиностроение B.E — Автомобильная инженерия B.E — Мехатроника B.E — Авиационная техника B.E — Гражданское строительство B.Tech — Информационные технологии B.Tech — Химическая инженерия B.Tech — БиотехнологияB.Tech — Биомедицинская инженерия B.Arch — Бакалавр архитектуры B.Des. — Бакалавр дизайна, инженерные курсы (BE / B.Tech) — Неполный рабочий деньB.E — Компьютерные науки и инженерияB.E — Электротехника и электроникаB.E — Электроника и коммуникационная инженерияB.E — МашиностроениеB.E — Гражданское строительствоB.Tech — Химическая промышленность Инженерное искусство и научные курсыB.BA — Бакалавр делового администрированияB.Com. — Бакалавр коммерцииB.Com. — Финансовый учет — Визуальная коммуникация, бакалавр наук — Медицинские лабораторные технологии, бакалавриат — Клиника, питание и диетология.Sc. — Физика — Химия — Компьютерные науки — Математика — Биохимия, бакалавр наук. — Дизайн одежды — BioTechnologyB.Sc. — MicroBiologyB.Sc. — Психология — Английский — Биоинформатика и Data ScienceB.Sc — Специализация в области компьютерных наук в области искусственного интеллекта — Бакалавр медсестер — Курсы авиационного права LL.B. (С отличием) B.B.A. LL.B. (С отличием) B.Com.LL.B. (С отличием) Бакалавр фармацевтических курсов, бакалавр фармации, степень бакалавра фармацевтики, диплом фармацевта, аспирантура, инженерные курсы M.E. Компьютерные науки и инженерия Прикладная электроника Компьютерный дизайн Структурная инженерия Силовая электроника и промышленные приводы Биотехнология Медицинское оборудование Встраиваемые системы и IoTM.Arch. Устойчивая архитектура Программа управления зданием MBA — Магистр делового администрирования Заочная аспирантура Компьютерные науки и инженерия Прикладная электроника Компьютерный дизайн Структурная инженерияМедицинское оборудование Биотехнология Магистр делового администрированияПрием на курсы PPG Arts & Science MA — английский и наук Бакалавр стоматологической хирургии (BDS) BDS — Бакалавр стоматологической хирургииМастер стоматологической хирургии (MDS) MDS — Ортодонтия и челюстно-лицевая ортопедия М.D.S — Консервативная стоматология и эндодонтияM.D.S — Педодонтия и профилактическая стоматология

.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *