Новая сварка

Технология MIG-MAG сварки - инновации в оборудовании Lorch

Технология SpeedPulse

На фото слева StandartPulse, справа — SpeedPulse

Всем понятны преимущества быстрой сварки MIG-MAG , она позволяет повысить производительность работ. Специалисты Lorch пришли к выводу, что поднять производительность можно за счет повышения скорости, которую можно увеличить путем более интенсивного плавления присадочного материала, чем это было ранее.
Если записать сварочный процесс на камеру, а потом воспроизвести в замедленном режиме, наглядно можно увидеть, как происходит плавление проволоки и металлоперенос в жидкую ванну основного металла изделия – покапельно. От проволоки отделяется одна капля и, фактически, только когда она достигает тела детали, начинает отделяться другая. Одна капля всегда означала один импульс.
Технология Speed Up меняет стереотип, что «все новое – это забытое старое». Теперь в «рамках» одного импульса отделяется несколько капель, идущих непрерывно одна за другой, образуя непрекращающийся (струйный) переход металла присадки в деталь. Эффект такой новой сварки очевиден — скорость растет. В итоге, ручная дуговая сварка в таком режиме выполняется быстрее, а полуавтоматическая позволяет увеличить КПД исключительным образом. При работе с углеродистыми сталями ускорение составляет до 50%; для инструментальных сталей этот показатель чуть меньше – 30%.

Более глубокий и правильно структурированный корневой шов дает максимальную прочность и надежность изделия, увеличивает срок его службы. Возможности SpeedPulse хорошо демонстрирует шлиф, изготовленный на образце-свидетеле. Слева на фото образец сваренный в стандартом пульсовом режиме, справа виден более глубокий провар, полученный с применением инновационной технологии. Такие полученные преимущества особенно важны при работе с алюминием.

«Побочный эффект». В обычном режиме шумовая нагрузка на сварщика составляет 20дБ и более, СпидПульс снижает ее минимум в два раза. Шум – вредный производственный фактор, постоянное его воздействие на человека влияет на способность сосредоточить внимание, приводит к появлению преждевременной усталости и, в конечном счете, сказывается на количестве допускаемых ошибок. Теперь можно максимально сконцентрироваться на главном –качестве сварного соединения.

Налипающие брызги металла при сварке MIG-MAG могут вызывать проблемы. Появляется дополнительные операции по их механической зачистке или доработке деталей, тратятся средства на приобретение антипригарных спреев или жидкостей. SpeedPulse позволяет вести процесс без разбрызгивания, по причине отсутствия переходной дуги.

Миллиметровые стальные листы электродом-проволокой диаметром 1,2 мм теперь варятся за один проход без перерывов вплоть до максимальных токов. Тепловложение в основной металл существенно снижено – это можно обнаружить без специальных приборов, деформации практически отсутствуют, как и цвета побежалости в шовной и околошовной зоне, свидетельствующие о чрезмерном разогреве. В случае с инструментальными сталями типа У8, Х6ВФ и быстрорезами типа Р18, Р9 и т.д цвета побежалости отсутствуют полностью.

Расход присадочного материала существенно снижен. Теперь бабину с проволокой не нужно менять часто. Все это в сумме с отсутствием доработок экономит ваше время и деньги!

Раньше импульсная сварка применялась преимущественно для инструментальной стали и алюминиевых сплавов. Для «черных» сталей она давала не очень хорошие показатели и проигрыш в скорости в сравнении с MIG-MAG-сваркой. SpeedPulse обеспечивает качество и скорость для всех марок сталей.

Пример оборудования, в котором применяется рассматриваемая инновация: Lorch Серия S-SpeedPulse

Технология Speed Arc

Главное преимущество данной инновации – сварка MIG- MAG стали толщиной до 15 мм стала возможной за один проход. Более плотная концентрация энергии в дуге увеличивает давление на жидкий металл сварочной ванны. Провар становится глубже, что очевидно положительно сказывается на прочностных свойствах соединения, а скорость выполнения работ увеличивается в среднем на 30%. То, что раньше выполнялось в три прохода, сейчас делается за один.

Специалисты компании Lorch из Аунвельда в ближайшем будущем не собираются открывать технологические секреты схемотехники аппартов MIG- MAG, которые позволяют получать такой шикарный результат. Однако, Speed Arc позволит выполнить больше заказов в течение рабочего дня и минимизировать издержки на расходные материалы. Нет больше необходимости делать стандартную разделку металла на 60 градусов. Теперь вполне достаточно и 40 градусов.

Опытные сварщики хорошо знают, что получить идеальный вертикальный шов, так называемую елочку, – это все-равно, что пытаться зашпатлевать длинное отверстие малого диаметра в толстой стене. Сварку производят на короткой дуге, а электрод отводят в сторону от капли, давая ей возможность затвердеть, но не дать остыть. Раньше процесс отнимал много времени. Не вдаваясь в подробности старой технологии сварки, можно сразу отметить, что со SpeedUp «шпатлевать» узкие отверстия стало просто, вертикальные швы снизу – вверх без труда проходят даже новички и без больших временных затрат: шов возникает тонкий, предельно точный и очень быстро снова закрывается.

Новшество состоит в комбинировании двух фаз сварочной дуги. Первая фаза «высокотемпературной дуги», которой соответствует максимальная сила тока, плавит присадочный материал при наиболее благоприятных условиях. Фазу переходной дуги, которой соответствует разбрызгивание металла, удается пропустить и сразу же наступает «охлажденная» фаза. Такой подход обеспечивает прочный и глубокий провар, правильно объемное заполнение шва и практически идеальный катет.

Раньше получить вертикальный шов-«елочку» обычным MIG- MAG-инвертором на алюминии было невозможно. SpeedUp ломает и это правило.

И, конечно же, сварка становится быстрее на 60%, что хорошо иллюстрирует диаграмма сварки в различных технологических режимах. Одним, словом, немцы, что еще тут добавить!

ВИДЕО: Технология сварки SpeedPulse

Оборудование Lorch Серия S-SpeedPulse

Пример оборудования, где применяются процессы SpeedUp и Speed Arc: серия P synergic.

что это такое, как правильно варить аргоном

Аргоновая сварка позволяет аккуратно сваривать разные металлы, создавая одновременно прочные и красивые швы. Это прогрессивный тип сварки, применяемый в химической и пищевой промышленности, машиностроении. Не помешает такая сварка и в гараже, частной мастерской. Рассмотрим, что необходимо для аргоновой сварки, как она проводится, какие металлы на каких режимах свариваются.

В этой статье:

Что такое аргоновая сварка
Классификация аргоновой сварки по видам
Что нужно для сварки аргоном
Оборудование для работы с аргоном
Как правильно варить аргоном
Какие металлы варят аргоном
Преимущества и недостатки аргоновой сварки

Что такое аргоновая сварка

Аргоновая сварка — это разновидность электродуговой сварки, только с неплавящимся электродом и другим принципом защиты сварочной ванны. Дуга зажигается между изделием, к которому присоединена масса, и вольфрамовым электродом. Он не плавится, зато температуры дуги достаточно, чтобы плавить кромки металла. Колебаниями электрода можно управлять сварочной ванной, регулируя скорость сварки, ширину шва, глубину проплавления.

Для заплавления зазоров или наплавления высокого валика шва задействуется присадочная проволока. Ее выбирают с таким же составом, что и свариваемый металл. Проволоку сварщик подает свободной рукой.

Через сопло горелки в зону сварки подается защитный газ аргон. Он выдувает атмосферу вокруг электрода, изолируя расплавленный металл от внешней среды. Без аргона сильно выделяется углерод, сварочная ванна бурлит, швы получаются пористыми.

В качестве источника тока выступает сварочный инвертор. Он обозначается TIG и этим отличается от оборудования для MMA. У него есть особые разъемы под горелку, дополнительный канал подачи газа, иная форма управления.

Классификация аргоновой сварки по видам

На производстве встречается три вида аргоновой сварки, которые классифицируются по следующим категориям:

Ручная. Горелка и присадочная проволока удерживаются рукой сварщика. Скорость процесса и все параметры шва зависят от опытности рабочего.

Полуавтоматическая. В горелке есть специальный канал для подачи проволоки. В аппарате установлен подающий механизм, как в полуавтомате MIG. Сварщик направляет только горелку, а вторая рука остается свободной для придерживания, разворота заготовки. Этот метод более производителен, чем ручной, но результат зависит от квалификации сварщика.

Автоматическая. Проволока подается автоматически. Горелка, размещенная на каретке, ведется при помощи системы приводов. Весь процесс автоматизирован, не требует участия человека. Скорость сварки, глубина провара, задаются на панели управления. Качество швов высокое, не зависящее от опытности оператора.

Кроме этого аргоновая сварка разделяется по способу выполнения с присадочной проволокой или без нее. Без присадки можно обойтись в случае сварки тонких сталей сечением до 2 мм. У сторон не должно быть щелей — важен плотный прижим. Тогда вольфрамовый электрод плавит кромки, и этого металла достаточно для соединения сторон. Швы получаются тонкими, гладкими (практически без чешуи, как зеркало), герметичными. Но при изломе их легко повредить.

С присадкой варить дольше, швы чешуйчатые (количество слоев чешуи зависит от частоты подавания присадочной проволоки в сварочную ванну), зато можно заплавлять зазоры шириной 3-5 мм, создавать бугорки под проточку. Метод с присадкой применяют для сварки толстых металлов сечением от 3 мм

Прямая сварка

Угловая сварка

Т-образная сварка

Что нужно для сварки аргоном

Чтобы варить аргонодуговой сваркой, необходимо собрать комплект оборудования и аксессуаров, а также расходных материалов и СИЗ.

Правильная горелка.

Для работы потребуется аргоновая горелка. Горелка отличается разъемом для подключения, содержащим канала для подачи газа, силовой кабель, фишку для питания кнопок управления.

При выборе горелки обращайте внимание на место расположения кнопки. Оно может быть как снизу, так и сверху. Влияет на удобство управления. Длина шлейфа определяет зону маневренности сварщика. Для настольной работы достаточно 3 м. Для сварки крупных емкостей выбирайте шланг-пакет 5-8 м. Если планируете варить на токах 250-400 А регулярно, ищите модель с водяным охлаждением.

В горелку вставляется неплавящийся вольфрамовый электрод. Расходники отличаются по цвету наконечника для разных типов металлов. Если вы новичок, купите электрод с синим кончиком. Он более универсальный и подойдет для любых задач.

Вторым кабелем, необходимым для замыкания электрической цепи, выступает масса. Она фиксируется к изделию при помощи "крокодила". Чем лучше контакт, тем стабильнее дуга.

Подключаем защитный газ

Чтобы подавать аргон в зону сварки, понадобится баллон для аргона серого цвета. Емкость бывает от 10 до 80 л. Для выездной работы практично иметь небольшой баллон. Резервуар подключается через редуктор. К аппарату газ подают посредством специального шланга для сварки. Он должен быть черного цвета. Если выбрать длину 10 м, получится перемещаться с аппаратом по цеху, не перетаскивая за собой баллон.

Средства индивидуальной защиты сварщика

Аргоновая сварка не менее опасна, чем РДС, поэтому необходимы средства индивидуальной защиты. Чтобы не обжечься о горячие предметы, используйте краги и защитный фартук. Контроль сварочного процесса осуществляется через маску. Удобнее всего работать в маске-хамелеон, чем в щитке с постоянным затемнением. Можно всегда выбрать комфортную сварочную маску по приемлемой цене.

Оборудование для работы с аргоном

Одним из важнейших для аргоновой сварки является инверторный аппарат TIG. От его характеристик и функционала зависят возможности провара и соединения различных металлов. Выбрать подходящий аппарат для аргонодуговой сварки - залог успеха.

На производстве встречается три вида аргоновой сварки, которые классифицируются по следующим категориям:

Силу тока. Для сварки тонких сталей до 5 мм достаточно инвертора 160 А. Если планируете варить блоки двигателя, толстые пластины 6 мм и выше, понадобится инверторный аппарат 200-250 А. Максимальный показатель возможен до 400 А.

Мощность. От этой характеристики зависит, сможете ли вы подключить аппарат в обычную розетку в гараже или понадобится прокладывать отдельную линию. Для медной проводки сечением 1.5 мм² допустима нагрузка 4 кВт. Если проводник обладает сечением 2.5 мм², можно включить инвертор до 6 кВт. Лучше всего проложить линию в мастерскую сечением 4 мм², тогда получится запитать аргоновый аппарат с мощностью до 8 кВт.

220/380 В.

Если купить аппарат 380 В, а в гараже нет такого напряжения, то варить не получится.

Вес аппарата. Для выездной работы или аргоновой сварке на высоте выбирайте инвертор с массой 3-5 кг. Более тяжелые — 10-15 кг и выше подойдут для стационарной работы.

Удобство управления. Цифровой дисплей облегчает точную регулировку сварочного тока.

Функционал настроек. От этого напрямую зависит цена инвертора TIG и качество сварки. Отлично, когда можно настроить предпродувку газом, базовый ток, нарастающий ток для розжига, спадающий ток для заварки кратера. В импульсных моделях можно задавать величину импульсного тока в процентном соотношении от базового, чтобы снизить тепловложение, что актуально для тонких металлов.

ПВ. Продолжительность включения или продолжительность нагрузки определяет, сколько в течение 10 минут получится непрерывно варить аргоновым аппаратом. ПВ 30-40% подойдет для непродолжительных работ. В мастерскую ищите аппарат с ПВ 60-80%.

Для профессиональной деятельности выбирают ПВ 100%.

Как правильно варить аргоном

Сперва настройте аппарат. На самых простых моделях установите силу тока и расход газа. Режимы зависят от толщины металла.

Толщина металла, мм	Сила тока, А	Расход газа, л/мин
1	30-40	6
1.5-2	45-70	7
3	75-90	8

В более продвинутых версиях задайте такие настройки (для примера подберем параметры для сварки стали толщиной 1.5 мм):

предпродувка газом 0.5 с;

сила стартового тока 30 А;

основной ток 45-55 А;

спад тока для заварки кратера до 25 А;

постпродувка газом 5 с.

Зажигать дугу можно двумя способами, что зависит от возможностей аппарата. Контактный метод требует касания кончиком электрода по изделию. Иногда вольфрамовая игла прилипает, из-за чего быстрее тупится, приходится тратить время на повторную заточку. Бесконтактный поджиг работает при высокочастотном импульсе (встроенный осциллятор), возбуждая электрическую дугу без касания. Это удобнее, игла тупится реже.

Аргоновая сварка проводится в такой последовательности:

Включите инверторный аппарат TIG.
Присоедините массу к изделию.
Вставьте в горелку заточенный вольфрамовый электрод.
Откройте баллон с газом.
Поднесите горелку к изделию на расстоянии 3-5 мм от поверхности до кончика иглы.
Наденьте маску, нажмите кнопку подачи тока. Удобнее всего варить с режимом 4Т. Тогда не требуется постоянно держать кнопку подачи тока зажатой.
Когда загорится электрическая дуга, подержите ее на стыке, чтобы образовалась лужица металла. Круговыми движениями электрода добейтесь сплавления сторон. Держать горелку нужно под углом 45 градусов относительно поверхности.
Медленно ведите иглу справа налево, аккуратно подавая второй рукой присадочную проволоку. Присадку подают перед электродом.
При окончании шва нажмите на кнопку, но не отпускайте ее. Сварочный ток снизится, чтобы закрыть кратер, избежав образования свища в конце.

Какие металлы варят аргоном

При помощи аргонодуговой сварки соединяют:

мало- и высокоуглеродистую сталь;

чугун;

нержавейку;

медь;

алюминий;

титан.

Источник видео: Aurora Online Channel

Преимущества и недостатки аргоновой сварки

При помощи аргоновой сварки можно соединить алюминий, медь, титан — металлы, которые трудно поддаются свариванию другими способами. Еще одно достоинство — аккуратные швы, повышенной герметичности. На нержавейке они почти зеркальные и не требуют механической обработки. Удобство сварки заключается в отсутствии шлака, поскольку за защиту сварочной ванны отвечает инертный газ.

Основным недостатком аргоновой сварки выступает низкая скорость процесса при ручном исполнении. Расходники для сварки (вольфрамовые электроды, заправка баллонов аргоном) не дешевые. Метод сварки TIG подойдет для изготовления конструкций из нержавейки, заварки трещин блока цилиндров, ремонта легкосплавных дисков.

Ответы на вопросы: что такое аргонодуговая сварка и как правильно варить аргоном?

Как аргоном варить вертикальные швы?

СкрытьПодробнее

Сварка ведется по тем же принципам, что и в нижнем положении. Главное вести шов сверху вниз. Уменьшите силу тока на 10-20%, по сравнению с аналогичным стыком в нижнем положении, чтобы металл не стекал вниз.

Как правильно заточить вольфрамовый электрод?

СкрытьПодробнее

Затачивайте стержень на вращающемся алмазном круге. Его хватит на дольше, чем обычного шлифовального. Положите электрод острием от себя на торец вращающегося круга. Добейтесь угла заточки 20-30 градусов. Для сварки на токах 200-300 А нужна заточка 60 градусов. Тонкий металл 1—1.5 мм удобнее варить кончиком, как у иглы — угол заточки примерно 10 градусов.

Что делать, если сварочная ванна сильно пузырится?

СкрытьПодробнее

Отрегулируйте подачу аргона на редукторе. Газа или слишком мало (вырывается углерод наружу из металла) или слишком много.

Как варить аргоновой сваркой на улице в ветреную погоду?

СкрытьПодробнее

Варить как в цеху не получится — ветер сдувает защитный газ и оставляет сварочную ванну открытой для внешнего воздействия. Оградите место сварки листом железа. Если ничего подходящего нет под рукой, закройте ветер собой, став с той стороны, откуда дует.

Как заварить аргоном дырку диаметром 10 мм на тонком металле сечением 1.5 мм?

СкрытьПодробнее

Убавьте силу тока до 20 А. Приставьте присадочную проволоку к краю отверстия. Дугу зажигайте на проволоке. Добейтесь ее расплавления и переноса на основной металл. Тут же погасите дугу, чтобы не прожечь дырку еще больше. Постепенно усильте края со всех сторон, нарастив на них металл. Сужайте диаметр отверстия. Когда оно полностью перекроется, добавьте силу тока до 45 А и выровняйте поверхность.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

Вернуться к списку

Последние тенденции в сварочных технологиях – чего ожидать в 2021 году и далее

Сварочное ремесло выдержало испытание временем, но это не означает, что инновации в этой области остановились. Всегда будут новые способы соединения металлов, и в этом руководстве от Vern Lewis Welding Supply мы рассмотрим некоторые последние тенденции в технологиях сварки и то, что они могут принести в будущем. Давайте начнем.

1. Совершенствование технологии лазерной сварки

Лазерная сварка — один из самых новых и уникальных видов сварки в отрасли. Этот тип сварки использует чрезвычайно мощный лазерный луч для мгновенного плавления металлов и их сварки. Согласно статье Canadian Metalworking, лазерные сварщики в лабораторных условиях смогли развить мощность, превышающую 100 кВт, что позволяет мгновенно сваривать 50 мм стали за один проход.

Однако лазерная сварка по-прежнему сталкивается с некоторыми серьезными проблемами при сварке толстых металлов. Ниже 20 кВт лазеры могут проникать примерно в 1 мм металла на киловатт, но после 20 кВт потери в энергоэффективности уменьшают его примерно до 0,5 мм металла на киловатт.

Несмотря на то, что лазерная сварка, несомненно, будет использоваться даже больше в автоматизированной сварке, особенно в таких отраслях, как производство автомобилей, эти ограничения означают, что ее, возможно, придется использовать вместе с другими методами сварки при сварке очень толстых и плотных металлов. Тем не менее, исследования продолжаются, и дальнейшие прорывы могут и будут происходить, поэтому лазерная сварка наверняка будет горячей темой на долгие годы

2. Повышенный акцент на роботизированной и автоматизированной сварке

Первый в мире робот был автоматическим сварочным аппаратом, использовавшимся в General Motors в 1962 — так что, хотя эта технология не совсем «новая», ее значение продолжает расти, особенно потому, что искусственный интеллект и более низкая стоимость вычислений делают автоматическую сварку еще более рентабельной.

На самом деле, по данным Международной федерации робототехники, на конец 2017 года насчитывалось более 2 миллионов действующих промышленных роботов, а к 2021 году это число приблизится к 3,8 миллионам, что составляет почти 80% общего темпа роста. .

Общая стоимость рынка роботизированной сварки во всем мире оценивается в 5,9 долларов США.5 миллиардов к 2023 году при среднегодовом темпе роста 8,91%. Ожидается, что крупнейшие рынки, которые будут расти, включают Азиатско-Тихоокеанский регион, где такие страны, как Китай, Индия, Южная Корея и Япония, увеличивают инвестиции в робототехнику.

3. Усовершенствованная технология защиты рабочих

Сварочные технологии никогда не должны оставлять без внимания рабочих – и за последние несколько лет появилось больше информации об опасностях для здоровья, с которыми сталкиваются сварщики и рабочие, которые могут вдыхать опасные уровни сварочных газов. и дым.

В отчете IARC (Международное агентство по изучению рака) за 2017 год УФ-излучение от сварки и сварочных дымов отнесено к категории «канцерогенов группы 1», что означает, что они вызывают рак у людей.

Многие компании, производящие средства индивидуальной защиты для сварщиков, предпринимают шаги по созданию более совершенного защитного снаряжения, способного отфильтровывать пары, а также чрезвычайно легкие, ультратонкие частицы пыли, которые могут образовываться при сварке и могут проходить через большинство фильтров.

Используя усовершенствованные фильтры и респираторы с избыточным давлением, компании-поставщики сварочных материалов могут создавать средства индивидуальной защиты, которые позволят сварщикам избежать обычных канцерогенов и проблем с безопасностью — и продолжать сварку в течение многих лет.

4. Виртуальная реальность для исследований и разработок и обучения сварщиков

Виртуальная реальность (VR) использует гарнитуру для погружения зрителя в цифровой мир, и она в основном связана с видеоиграми, но ее можно использовать во многих отраслях. , включая сварку, кораблестроение и строительство небоскребов.

С помощью виртуальной реальности дизайнеры могут быстро моделировать виртуальные прототипы и исследовать их более физическим способом, оптимизируя процесс итерации и прототипирования. В свою очередь, это может значительно ускорить строительство проекта.

VR также можно использовать для обучения, например, для обучения технике безопасности на рабочем месте, или даже для обучения начинающих сварщиков основам сварки в профессионально-технических училищах. Хотя ничто не сравнится с практическим опытом сварки, виртуальная реальность дает студентам и сварщикам новый способ увидеть мир и может быть очень полезна для различных целей обучения. В Vern Lewis Welding Supply мы используем эту технологию и предлагаем обучение сварке в виртуальной реальности.

Следите за тенденциями в области сварочных технологий – сейчас и в будущем!

Надеемся, вам понравилась эта статья. Обязательно следите за тем, как эти технологии могут изменить сварку в будущем. Если у вас есть какие-либо вопросы по сварке, свяжитесь с нашей командой, и мы будем рады помочь.

Новый процесс, новая динамика сварки

В тех отраслях промышленности, где требуются сварные швы для труб и производственных объектов с кодовым качеством, проблемы возрастают в связи с более широким использованием новых термочувствительных сплавов, а также стремлением энергетической и нефтяной промышленности к более строгим стандартам сварки, в том числе тем, которые требуют меньшего количества дефектов сварки. . Фактически, одна крупная мировая нефтяная корпорация в настоящее время требует от , чтобы операции сварки и наплавки соответствовали ноль дефектов.

На протяжении десятилетий предпочтительным процессом была дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW, также называемая TIG). Несмотря на то, что многие достижения в области оборудования и расходных материалов были связаны с полуавтоматической дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) и дуговой сваркой с флюсовой проволокой (FCAW), эти процессы никогда не соответствовали требованиям руководства по качеству, предлагаемым GTAW, особенно для труб из сплава в 5G (с вертикальной и вертикальной сваркой вверх). накладные расходы).

Анализ вариантов сварки труб

Производство сварного шва трубы из стали или сплава (положение 5G) для последовательного соблюдения строгих норм, радиографических, ультразвуковых и металлургических требований остается серьезной проблемой. При выборе процесса учитывайте его влияние на потенциальные дефекты сварки. Также важно понимать взаимосвязь между всеми первичными переменными процесса, присущими сварке труб, такими как энергия сварки, реактивность защитного газа, полярность, скорость наплавки, скорость, влияние массы шва на плавление шва и пористость.

Трубопроводные мастерские могут использовать полуавтоматические процессы, такие как FCAW и GMAW. В зависимости от положения сварного шва другие процессы, такие как порошковая проволока в среде защитного газа, GMAW с переносом напыления или импульсная GMAW, могут подходить только для проходов заполнения трубы.

Импульсные GMAW и FCAW с обратной полярностью обеспечивают гораздо более высокую скорость наплавки для сварки труб во всех положениях. В отличие от GTAW, эти процессы создают дугу с более низкой температурой, но они также выделяют тепло сварки, которое сильно локализовано в зоне дуги, что полезно для плавления сварочной проволоки с постоянной подачей с высокой скоростью. Концентрированное тепло сварки обратной полярности также вызывает типичное большие зоны термического влияния (ЗТВ), которые могут быть проблемой при сварке труб из легированных сплавов и в других областях, чувствительных к нагреву.

И FCAW, и GMAW обеспечивают в 10 раз большее наплавление, чем при GTAW, что приводит к гораздо более высокой скорости сварки. С точки зрения производительности это может быть выгодно, но с точки зрения качества может быть вредно. В зависимости от сплава и толщины трубы GMAW и FCAW могут генерировать недостаточную энергию сварки для скорости и массы сварного шва, особенно в первых двух Сварной шов с разделкой кромок 5G проходит над корнем трубы. Когда этой энергии сварки не хватает, неразрушающий контроль выявит непровар и чрезмерную пористость шва.

Импульсный GMAW также обеспечивает нормальную скорость наплавки, но 50% этого импульсного сварочного тока обычно составляет менее 100 ампер. Кроме того, на энергию FCAW и импульсной сварки GMAW влияют изменения вылета проволоки (WSO), что особенно важно при сварке разделки труб. Небольшие изменения WSO в ручных операциях могут значительно повлиять на подаваемую силу тока, опять же. отрицательно влияя на генерируемую энергию сварки, а также на степень плавления и достигаемую пористость. Для сварки стали и нержавеющей стали импульсный GMAW требует реактивных газовых смесей, содержащих CO ₂ или кислород. Смеси реактивных газов увеличивают потенциальную пористость сварного шва.

Рутиловая проволока FCAW, используемая для сварки 5G и вертикальной сварки вверх, обеспечивает быстрозастывающий шлак. Шлак предназначен для формирования и контроля валика при сварке во всех положениях. В этом процессе также используется реактивная газовая смесь и обеспечивается несколько более высокая скорость ручной сварки 5G, чем при импульсном GMAW. При FCAW часто возникают дефекты неполного сплавления, а часто задерживающийся шлак усугубляет ситуацию. отсутствие слияния. Червячные дорожки (вытянутая пористость), шлаковые включения и избыточная однопористость также являются распространенными дефектами.

Механизация процессов импульсной GMAW или FCAW позволяет лучше контролировать некоторые переменные и повысить качество сварки. Но, несмотря на достижения в области полуавтоматического оборудования для сварки методом GMAW и расходных материалов для FCAW для сварки во всех положениях, ручная GTAW обеспечивает более желательное соотношение высокой энергии сварки и небольшого количества наплавленного металла. Вот почему GTAW часто является предпочтительным процессом для труб.

Обычная GTAW Challenges

Учитывая требования ловкой подачи сварочной проволоки в зону малой дуги и частое использование ножного контроля силы тока, ручная GTAW требует высочайших навыков для сварки труб 5G. Низкая скорость наплавки при обычном ручном GTAW влияет на низкую скорость сварки, что часто приводит к избыточному подводу тепла. Это частая проблема с термочувствительными сплавами.

Рис. 1: При обычном GTAW энергия плазмы малой дуги делится между большой сварочной проволокой и небольшой жидкой сварочной ванной.

Во время сварки труб 5G процесс GTAW с малым и средним током создает небольшой сварной шов с быстрой заморозкой, в котором часть энергии дуговой плазмы направляется на сварной шов, а другая часть расплавляет кончик большой сварочной проволоки. (см. Рисунок 1 ). Сварщик с вольфрамовой дугой должен вручную направить проволоку в оптимальное положение зоны дуги в нужный момент. Сварщик тоже. должен быстро направить горелку для перемещения небольшой жидкой сварочной ванны по желаемой области.

Проволока большого диаметра и небольшая жидкая зона сварки резко ограничивают скорость ручной подачи проволоки GTAW. Узкая плазма GTAW и небольшая зона сварки чувствительны к незначительным изменениям расстояния от вольфрама до рабочего места. Сварочный аппарат для дуговой сварки вольфрамовым электродом часто использует педаль управления для больших изменений тока, необходимых для быстрого изменения сварочной дуги и сварочной ванны. GTAW требует высококвалифицированных сварщиков с хорошей координацией глаз-рука-нога. Это навыки, на приобретение которых уходит много времени, и их может быть трудно поддерживать по мере взросления сварщика.

Традиционная ручная GTAW использует проволоку большого диаметра; Типичны размеры 1/16 и 1/8 дюйма (1,6 и 3,2 мм). Большие диаметры проволоки имеют больше общего с расходными материалами, используемыми для сильноточной дуговой сварки под флюсом. Провода меньшего размера, такие как 0,045 или 0,035 дюйма (0,9 или 1,2 мм), было бы более логично использовать в приложениях GTAW с низким и средним током. Однако с проводами малого диаметра сварщик просто не мог подавать проволоку с требуемыми более высокими скоростями подачи. Кроме того, сварочная ванна GTAW с быстрой заморозкой значительно ограничивает потенциальную скорость наплавки проволоки до уровня менее одного фунта в час.

Поскольку операторы GTAW используют проволоку большого диаметра, они быстро перемещают проволоку в сварочную ванну и из нее. Техника погружения или подачи проволоки часто непостоянна, и размещение проволоки может не всегда соответствовать оптимальной зоне наилучшего восприятия дуги. Итог: несколько дефектов сварки труб, возникающих при обычном ручном GTAW, часто возникают из-за неровностей сварочной проволоки. доставки, наряду с многочисленными пусками и остановками дуги, которые создают проблемы со врезкой сварного шва. Очевидно, что на сварных швах труб большого диаметра многочисленные ручные запуски и остановки сварки препятствуют равномерности и непрерывности сварного шва.

Отрицательная полярность электрода GTAW направляет большую часть тепла сварки в свариваемую деталь, что обеспечивает быстрый отвод тепла от сварного шва. К сожалению, низкая скорость GTAW означает, что в сварной шов по-прежнему передается значительное количество тепла, что вызывает особую озабоченность при многопроходной сварке и сварке сплавов.

Чтобы преодолеть недостатки ручной GTAW, на некоторых операциях по сварке и наплавке труб используется автоматизированная GTAW с горячей проволокой (HW), которая имеет блок подачи проволоки и отдельный источник питания HW, который обычно обеспечивает от 50 до 100 ампер для сварки с постоянной подачей. провод. Ток HW добавляет больше энергии к небольшой, быстро замерзающей сварочной ванне. Эти автоматизированные операции сварки и наплавки обычно приносят отличные преимущества в производительности, особенно когда швы выполняются в плоском положении, а сила тока превышает 250 ампер, что обеспечивает большую плазму, а также большую площадь жидкостного сварного шва.

Однако при токе менее 250 ампер автоматизированный процесс HW производит меньшую плазму и ванну расплава. При более низком токе дуга становится чувствительной к незначительным изменениям вольфрама в рабочем состоянии (длины дуги). В этой ситуации необходим автоматический контроль напряжения дуги. Оборудование для контроля длины дуги является причиной того, что процесс HW никогда не подходил в качестве ручного процесса GTAW.

Когда дело доходит до дефектов сварных швов труб, некоторые менеджеры укажут пальцем на человеческую ошибку и могут рассмотреть возможность автоматизации для устранения этого человеческого фактора. Стоит отметить, что часто основной причиной дефектов ручной сварки является используемый процесс и расходные материалы, и автоматизация процесса может не решить проблемы полностью.

Новый процесс

Зигфрид Плаш, австрийский инженер по сварке, изобрел и запатентовал процесс под названием TIP TIG, подход, который меняет динамику сварки традиционным GTAW. Впервые представленная в Европе технология TIP TIG использует горячую проволоку с постоянной подачей, которая придает сварному шву дополнительную энергию. На провод также накладывается вторичное высокоскоростное колебание. Колебание создается уникальным четырехвалковым приводом. пластина. Это механическое воздействие создает вибрацию проволоки, которая передается в сварной шов, взбалтывая расплавленную сварочную ванну.

Ток горячей проволоки в сочетании с волнением сварочной ванны нарушает поверхностное натяжение и меняет динамику сварки. Измененная динамика увеличивает восприимчивость сварного шва к более быстрой подаче проволоки и увеличению потенциальной скорости наплавки. Увеличенная скорость подачи проволоки позволяет использовать более высокий ток, добавляя больше энергии сварному шву.

Рис. 2: Каждый трубосварщик производит на 250 % больше сварных швов INCONEL при подводных трубах. Обратите внимание на отсутствие сварочного дыма. Сотни произведенных сварных швов не требовали переделок после 100-процентного неразрушающего рентгеновского контроля.

Улучшение динамики сварки резко увеличивает скорость подачи проволоки; типичным является увеличение на 200–400 % по сравнению с обычными методами GTAW скорости заполнения труб. Более высокое наплавление обеспечивает гораздо более быструю ручную или автоматическую дуговую сварку вольфрамовым электродом в среде защитного газа.

Хотя многие сварочные мастерские не заботятся о скорости сварки вольфрамовой дугой, важно помнить, что благодаря отрицательной полярности электрода TIP TIG и более высокой скорости сварки быстрое рассеивание тепла при сварке теперь обеспечивает низкое подвод тепла при сварке и, следовательно, производит все сварные швы сплавов с минимально возможной ЗТВ. Помогает достичь оптимальных механических и коррозионных свойств и уменьшить растрескивание чувствительность. Уменьшение тепла также сводит к минимуму дым (см. Рисунок 2 ).

Измененная динамика сварного шва улучшает и продлевает текучесть шва, замедляя затвердевание шва. Это особенно полезно для улучшения сплавления боковых стенок трубы и уменьшения дефектов включения пор. Улучшение текучести устраняет проблемы с медленной сваркой, характерные для многих сплавов, таких как дуплекс, хром, никель и INCONEL®. Поскольку этот процесс обеспечивает более высокую скорость, чем обычная GTAW, и использует инертного газа, вы можете ожидать низкое окисление сварного шва и высокую чистоту сварного шва (см. рис. 3 и 9).0005 Рисунок 4 ).

Более высокие скорости сварки, низкое тепловыделение при этих скоростях и отрицательные свойства электрода значительно снижают потенциал окисления сварного шва. Это помогает сократить масштабную очистку и шлифовку, столь характерную для сварки сплавов и многопроходной сварки.

При использовании этого процесса сварщикам, выполняющим ручную сварку, не нужно подавать проволоку в сварной шов, а педаль управления не требуется. Сварщики могут принять более удобное положение и одной рукой поддерживать свое тело, либо взять горелку двумя руками и сосредоточиться на зоне сварочной дуги (см. рис. 5).

Общим знаменателем большинства проблем, связанных со сваркой в металлургии, является выделение тепла при сварке. С помощью этого нового процесса многие детали из титана можно сваривать без задней газовой защиты; дуплексные сплавы можно сваривать, не опасаясь достижения оптимального уровня феррита-аустенита; ударные свойства никогда не должны вызывать беспокойства; и сплавы, чувствительные к растрескиванию, должны иметь меньшую чувствительность к растрескиванию. СОВЕТ TIG также снижает потребность в несколько процессов, часто используемых при сварке труб.

Производительность сварки труб

Многие менеджеры говорят о затратах на доработку сварных швов труб, но не обязательно о затратах на GTAW и SMAW, связанных с низкой скоростью наплавки, низкой скоростью сварки и плохим рабочим циклом сварки. Но рассмотрим одну операцию по сварке труб в Северной Америке, в которой сварщики использовали обычную GTAW с 3⁄32-дюймовым. Проволока из углеродистой или нержавеющей стали (2,4 мм). В этом приложении сварщики поставляли от 8 до 10 дюймов проволоки. в минуту при заполнении трубы 5G с использованием обычного GTAW. Когда вы конвертируете 3⁄32 дюйма. провода (при 8-10 дюймов в минуту) до 0,035-дюймового. (0,9-мм) проволока GMAW, обычно используемая с TIP TIG, в итоге вы получите от 56 до 70 дюймов в минуту для 0,035 дюйма. проволоки, что составляет от 0,8 дюйма до 1 фунта в час. Такая скорость наплавки позволяла использовать стандартную ручную скорость GTAW от 2 до 8 дюймов в минуту.

Типичный сварочный аппарат с вольфрамовой дугой обычно обеспечивает около 20 минут горения дуги каждый час, а стальная или нержавеющая проволока GTAW обеспечивает от 0,8 до 1 фунта наплавленного металла в час. Учитывая типичное 20-минутное время горения дуги, сварщик, использующий обычный GTAW для заполняющего прохода 5G, может наплавить от 0,27 до 0,33 фунта. наплавленного металла в час .

Теперь рассмотрим типичное применение TIP TIG на трубе диаметром 8 дюймов (20 см) с диаметром 3/8 дюйма. (10 мм) толщина стенки при использовании 0,035 дюйма. проволока депонирована на 2-3 фунта. в час. С помощью этого нового процесса сварщики могли получать около 30 минут горения дуги каждый час. Принимая во внимание это, процесс TIP TIG позволяет рабочим депонировать от 1 до 1,5 фунтов. наплавленного металла в час .

Дополнительное повышение производительности может быть достигнуто за счет изменений в подготовке сварки, что стало возможным благодаря уникальной динамике сварки TIP TIG. Перемешивание сварочной ванны и улучшенные характеристики поверхностного натяжения позволяют выполнять более узкую подготовку V- или J-образных канавок, не опасаясь непровара. Например, применение трубы, требующее комбинированной V-образной подготовки 60 градусов, может быть уменьшено до 45-или 50-градусный скос.

Рис.

Новая сварка

Технология MIG-MAG сварки - инновации в оборудовании Lorch

Технология SpeedPulse

Технология Speed Arc

ВИДЕО: Технология сварки SpeedPulse

Оборудование Lorch Серия S-SpeedPulse

что это такое, как правильно варить аргоном

Последние тенденции в сварочных технологиях – чего ожидать в 2021 году и далее

Похожие сообщения

Спасибо всем членам нашей команды!

Интересные факты о сварке – 7 уникальных фактов, которые могут вас удивить

Сварка с латунью

Различные виды сварки металлов

Различные типы сварочной проволоки для сварки MIG – что нужно знать

Новый процесс, новая динамика сварки

Анализ вариантов сварки труб

Обычная GTAW Challenges

Новый процесс

Производительность сварки труб

Learn more