Spawanie gazowe (GMAW): konfiguracja i aplikacje

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. Wstępie do spawania metodą spawania gazowego (GMAW) 2. Spawaniu obwodu i konfiguracji dla GMAW 3. Obsługa i technika 4. Projektowanie połączeń 5. Aplikacje.

Wprowadzenie do spawania metodą spawania gazowego (GMAW):

Wraz z wprowadzeniem GTAW stało się możliwe łatwe spawanie stali aluminiowych i nierdzewnych oraz uzyskanie spoin o bardzo wysokiej jakości. Jednak GTAW jest procesem powolnym, a zatem zapotrzebowanie na produkcję o wysokiej szybkości doprowadziło do opracowania spawania łukowego z użyciem gazu ziemnego (GMAW), w którym nie zużywająca się elektroda wolframowa GTAW jest zastępowana przez nadający się do konsumpcji drut napełniający o małej średnicy i składzie zgodnym z materiał roboczy.

Stwierdzono również, że działa on bardziej efektywnie z głębokością, co zapewnia żądane działanie czyszczące, z powodu ruchomej plamki katodowej, na przedmiocie obrabianym. W ten sposób doprowadziło to nie tylko do wysokiej szybkości osadzania, lecz także do pożądanej polarności elektrody.

Dzięki zastosowaniu procesu GMAW możliwe jest spawanie wszystkich metali, dla których dostępne są druty elektrod. Początkowo proces ten był stosowany głównie do spawania stali aluminiowych i nierdzewnych z osłoną z gazu obojętnego, bardziej znany jest jako spawanie metali obojętnymi (MIG).

Jednakże późniejsze rozszerzenie zastosowania tego sposobu na inne metale żelazne i nieżelazne prowadziło do stosowania CO2, azotu, jak również mieszanin argonu, helu, tlenu, wodoru, CO2 i tym podobnych. Gdy jako gaz osłonowy stosuje się sam CO2, proces ten określany jest jako spawanie CO2. Jeszcze innym terminem stosowanym do zakrywania stosowania aktywnych gazów osłonowych jest spawanie metali aktywowanych (MAG). Niezgodne z tymi terminologiami wszystkie warianty procesu są dobrze objęte terminem GMAW.

Urządzenia stosowane do wszystkich tych procesów są podobne, z tym wyjątkiem, że gaz ochronny i związany z nim układ żywienia mogą się różnić. Na przykład, w spawaniu CO ₂ nie tylko regulator i przepływomierz różnią się od procesów innymi gazami osłonowymi, ale także wymaga układu grzewczego, aby uniknąć blokowania wypływu gazu z cylindra, z powodu tworzenia się stałego CO2, zwanego "suchy lód".

Obwód spawalniczy i konfiguracja dla GMAW:

Rys. 10.1 pokazuje obwód elektryczny wraz z gazem osłonowym i wodociągami:

Rys. 10.1 Schemat połączeń dla GMAW z elektrodą chłodzoną wodą

Rys. 10.2 przedstawia schemat dla konwencjonalnego systemu GMAW:

Działanie i technika GMAW:

Napięcie obwodu otwartego, szybkość podawania drutu i natężenie przepływu gazu ustawia się przed użyciem pistoletu GMAW w celu rozpoczęcia operacji spawania. Prąd spawania pobierany przez system zależy od interakcji różnych parametrów, które mogą obejmować szybkość podawania drutu, napięcie łuku i odstawienie elektrody. Odpływ elektrod jest ważnym parametrem zapewniającym stałą penetrację, dlatego niezbędne jest utrzymanie go na stałym poziomie.

Natężenie przepływu gazu należy utrzymywać tak, aby uzyskać wolne od wad spoiny. Jeśli przepływ gazu jest niewystarczający, wówczas układa się porowate zgrubienie, podczas gdy nadmierne natężenie przepływu gazu może powodować wydmuchiwanie metalu z jeziorka spawalniczego. Natężenie przepływu gazu związane jest z odległością dyszy do pracy; im większa odległość, tym większe natężenie przepływu gazu wymagane do właściwej ochrony stopionego metalu. Układanie grubej warstwy korzeniowej i spawanie w ograniczonej przestrzeni wymagają niewielkich rozmiarów dysz.

Właściwe umiejscowienie połączenia roboczego jest niezbędne, aby uniknąć wyładowania łukowego, szczególnie w przypadku spawania materiału ferromagnetycznego, takiego jak stal. Najlepiej spawać w kierunku od połączenia roboczego.

Kąt od elektrody do pracy może wpływać na geometrię i konfigurację stopki. Zwykle przyjmuje się spawanie ręczne w przypadku grubszych blach i spawania przedniego dla arkuszy. Jednak, jak wskazano wcześniej, jeśli ma być znacząca zmiana w wymiarze płaszcza, np. Penetracja, lepiej jest manipulować parametrami elektrycznymi niż samym kątem elektrody do pracy.

Rura kontaktowa zużywa się, dlatego należy ją wymieniać okresowo, aby utrzymać dobry kontakt elektryczny między elektrodą a rurą. Luźny kontakt spowoduje nie tylko niespójność kształtu kulki, ale także spowoduje nadmierne nagrzewanie się smaru. Zależnie od zastosowania, rurka stykowa może znajdować się w środku, przepłukać ją lub wystąć poza dyszę gazu.

Zazwyczaj wymagane jest ułożenie próbnych spoin ściegowych w celu ustalenia prawidłowych parametrów spawania, tj. Napięcia łuku i szybkości podawania drutu. Inne zmienne, takie jak nachylenie prądu wznoszenia lub indukcyjności, należy dostosować w celu uzyskania łatwego inicjowania łuku i płynnego działania łuku przy minimalnych rozpryskach.

Ruch elektrody jest prawdopodobnie ostatnim ważnym sterownikiem operatora, który pozwala uzyskać dobrej jakości spoiny w GMAW. Najczęściej stosowaną metodą ruchu łuku jest wzorzec oporu lub struny, w którym pistolet porusza się w linii prostej bez oscylacji. Jednak w pozycji spawania wzór oporu może nie być zadowalający.

W takim przypadku spawacz musi manipulować bronią zgodnie z własnymi preferencjami; często stosowane wzory to bicz, C, U i leniwy 8. Pierwsze trzy są odpowiednie do spawania poza pozycją, zwłaszcza w celu manipulowania jeziorkiem spawalniczym w pozycji poziomej, pionowej i nad głową. Leniwy wzór 8 daje szerokość spoiny od 3 do 7 razy w stosunku do przejścia w rurze.

Aby zatrzymać pracę, często konieczne jest wycofanie uchwytu spawalniczego w taki sposób, aby wydłużyć łuk na końcu biegu, aby uzyskać prawidłowe wypełnienie krateru.

Wspólny projekt w GMAW:

Wszystkie pięć podstawowych typów połączeń tj. Tyłek, zaokrąglenie, narożnik, okrążenie i krawędź (rys. 10.15) i ich warianty mogą być wykonane we wszystkich pozycjach przez GMAW. Średnica drutu w GMAW jest niewielka i często zaleca się stosowanie mniejszych kątów rowka Hun odpowiadających im użytych dla 5MAW, jeden taki przykład w przypadku pojedynczej spoiny czołowej Vee pokazano na Rys. 10.16. Zredukowany kąt rowka nadal pozwala na skierowanie elektrody do podstawy spoiny, aby ułatwić spawanie z pełnym przetopem.

Rys. 10.15 Różne typy projektów połączeń stosowanych w GMAW

W przypadku GMAW metali nieżelaznych zaleca się również standardowy projekt spawania stosowany do SMAW. Podobnie, wspólny projekt dla rur jest również tego rodzaju, który jest stosowany do ekranowanego spawania łukowego rur metalowych.

Aplikacje GMAW:

Wszystkie możliwości spawania pozycyjnego, tryb półautomatyczny, brak topników, przydatność zarówno dla metali żelaznych i nieżelaznych, czystość i mechanizacja to główne atrakcyjne cechy GMAW. Pod wieloma względami GMAW jest bezpośrednim konkurentem w procesie SMAW. W podobnych aplikacjach jest szybszy, ale koszt sprzętu i materiałów eksploatacyjnych jest znacznie wyższy. Jakość spoin jest porównywalna, a wybór często opiera się wyłącznie na kosztach względnych.

GMAW jest prawdopodobnie najszerzej stosowanym procesem pod względem zakresu metali i zastosowania, jeśli nie jest to ilość osadzonego metalu. GMAW otworzyła nowe obszary pracy w przemyśle metalowym, dla których stwierdzono, że SMAW jest nieodpowiedni, na przykład, jest przydatny w produkcji karoserii samochodowych, gdzie ważna jest swoboda od częstych zmian elektrod i potrzeba usuwania strumienia.

Nawet przy spawaniu grubych blach, jego wysoka wydajność osadzania jest pomocna w zmniejszaniu kosztów produkcji. GMAW znajduje szerokie zastosowanie w produkcji konstrukcji, budowy statków, zbiorników ciśnieniowych, zbiorników, rur, sprzętu domowego, elektrotechniki ogólnej i ciężkiej oraz przemysłu produkcji silników lotniczych.

Jest również z powodzeniem stosowany do produkcji wagonów kolejowych oraz w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie stosowane są długie, szybkie spoiny o dość ciężkich przekrojach. Spawanie ram samochodów ciężarowych jest przykładem zastosowania GMAW do przenoszenia zanurzeniowego.

GMAW może być używany w sposób zadowalający w połączeniu z robotycznym spawaniem, a więc jego użycie w przyszłości będzie się zwiększać. Chociaż prawie wszystkie metale, dla których dostępne są druty elektrodowe, mogą być spawane, jednak proces ten znajduje szerokie zastosowanie głównie do spawania stopów aluminium, stali węglowych i niskostopowych oraz stali nierdzewnych.