Spawanie metodą MIG, MAG i TIG oraz zgrzewanie oporowe punktowe PDF

Preview

Summary

Download Spawanie metodą MIG, MAG i TIG oraz zgrzewanie oporowe punktowe PDF

Description

1. Cel ćwiczenia a) zapoznanie z metodą spawania elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego (MIG) lub w osłonie gazu aktywnego (MAG), oraz z budową i zasadą działania urządzeń wykorzystywanych w procesie. b) zapoznanie z metodą spawania elektrodą nietopliwą w osłonie gazów obojętnych (TIG), z budową i zasadą działania urządzeń wykorzystywanych w procesie, z doborem parametrów, techniką spawania różnych materiałów oraz jakością uzyskiwanych złącz i spoin. c) zapoznanie się z obsługą standardowej zgrzewarki oporowej punktowej, samodzielny dobór podstawowych parametrów procesu, wykonywanych złączy zgrzewanych na podstawie wybranych parametrów oraz ocena jakości uzyskanych połączeń.

2. Wstęp teoretyczny a) Półautomatyczne spawanie metodą MIG/MAG. W spawaniu MIG (Metal Inert Gas) i MAG (Metal Active Gas) elektrodą jest drut odwijane ze szpuli ze stałą prędkością, zależną od natężenia prądu spawania, i podawany do uchwytu elektrodowego, w którym styka się z dyszą prądową. Jarzący się łuk topi wysuwany drut, a także brzegi spawanego przedmiotu. Jeziorko ciekłego metalu jest osłonięte gazem ochronnym wypływającym z dyszy. Jako gaz ochronny używane są:  w metodzie MIG - gaz obojętny (Ar, He, Ar+He)  w metodzie MAG - gaz aktywny chemicznie (CO2, CO2 + gaz obojętny)

Rys. 1 Schemat stanowiska do spawania MIG/MAG

       

Parametrami spawania MIG/MAG są: rodzaj i natężenie prądu [A] napięcie łuku [V] prędkość spawania [m/min] rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego [l/min] średnica drutu elektrodowego [mm] długość wolnego wylotu elektrody [mm] prędkość podawania drutu elektrodowego [m/min] pochylenie złącza lub elektrody [o]

Metodą MIG spawane są następujące materiały: stale nierdzewne, kwasoodporne, żaroodporne, żarowytrzymałe oraz metale kolorowe i ich stopy. Metodą MAG natomiast spawane są materiały: stale konstrukcyjne niskowęglowe i niskostopowe. b) Spawanie elektrodą nietopliwą w osłonach gazowych - metoda TIG. W spawaniu TIG (Tungsten Inert Gas, inna nazwa GTAW - Gas Tungsten Arc Welding) źródłem ciepła jest łuk elektryczny uzyskiwany ze spawarki prądu stałego lub przemiennego, który jarzy się między elektrodą wolframową (od materiału elektrody nazwa tej metody) a spawanym materiałem. Spoina powstaje ze stopionego drutu podawanego do łuku elektrycznego i nadtopionych brzegów spawanego materiału. Jako gazu ochronnego stosuje się gazy obojętne (Ar, He, Ar+He). Nie używa się gazu aktywnego, ponieważ spowodowałby on spalenie elektrody wolframowej.

Rys. 2 Schemat spawania metodą TIG

Parametrami spawania TIG są:  rodzaj i natężenie prądu [A]  napięcie łuku [V]  prędkość spawania [m/min]  rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego [l/min]  rodzaj materiału i średnica elektrody nietopliwej [mm]  średnica (wymiary) materiału dodatkowego [mm] Metodą TIG najczęściej spawa się następujące materiały: stale stopowe kwasoodporne, żaroodporne, aluminium, miedź, tytan, molibden itp. c) Zgrzewanie oporowe punktowe Najczęściej stosowaną metodą zgrzewania jest zgrzewanie oporowe (prądem przemiennym. Wykorzystuje się w nim docisk i ciepło wydzielające się na skutek przepływu prądu elektrycznego przez obszar, w którym dwa elementy będą połączone (stanowi on część obwodu zgrzewania) Parametrami tego rodzaju zgrzewania są:

   

natężenie prądu zgrzewani [A]; siła docisku elektrod [kN]; czas zgrzewania [s]; droga spęczania [mm]; Można wyróżnić, ze względu na rodzaj wykonywanych zgrzein i właściwości procesu zgrzewania, następujące rodzaje zgrzewania oporowego:  punktowe  jednostronne  dwustronne  doczołowe  zwarciowe  iskrowe  liniowe  na zakładkę  liniowo-doczołowe  garbowe; Ze względu na to, że na laboratorium wykonywaliśmy zgrzewanie oporowe punktowe, to jemu poświęcę najwięcej uwagi. W tym rodzaju zgrzewania, łączenie następuje w oddzielnych miejscach, zwanych punktami. Proces zgrzewania oporowego punktowego można podzielić na 3 etapy: 1) Docisk części między elektrodami i włączenie prądu 2) Nagrzewanie łączonych części do temperatury uplastycznienia (lub nawet nadtopienia); wytworzenie jądra zgrzeiny 3) Stygnięcie zgrzeiny i powstanie złącza

Rys. 3 Proces zgrzewania oporowego punktowego

Zgrzewanie oporowe punktowe jest procesem bardzo szybkim: trwa od dziesiątych części sekundy do kilku sekund. Zgrzewanie doczołowe polega na łączeniu elementów na całej powierzchni ich przekroju poprzecznym. Zgrzewanie zwarciowe stosuje sie do elementów o małych powierzchniach łączenia, iskrowe o większych przekrojach. Zgrzewanie liniowe polega na łączeniu elementów wzdłuż linii wyznaczonej dwoma obracającymi się elektrodami krążkowymi. Zgrzewanie garbowe jest bardzo podobne do zgrzewania punktowego, z taką różnicą, że jedna z łączonych blach ma wytłoczone garby.

3. Przebieg ćwiczenia Na laboratorium zapoznaliśmy się z:  spawaniem metodą MIG/MAG  spawaniem metodą TIG  zgrzewaniem oporowym punktowy Na początku musieliśmy wziąć z wieszaków fartuchy ochronne i z szafek BHP maski ochronne z właściwym stopniem przyciemnienia. Pierwszą metodą, jaka została nam przedstawiona, była metoda spawania MIG elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego. Spawanie wykonywaliśmy urządzeniem do spawania MIG/MAG - do tych obu metod spawania jest to samo urządzenie (Rys. 4) Laborant pokazał nam, w jaki sposób działa palnik do spawania metodą MIG i wykonał 2 spoiny: czołową (Rys. 5) i pachwinową (Rys. 6). Następnie przystąpiliśmy do wykonania własnych spoin (Rys. 7).

Rys. 4 Urządzenie do spawania MIG/MAG

Rys. 5 Spoina wykonana przez technika (zaznaczona strzałką)

Rys. 6 Spoina pachwinowa wykonana przez technika

Spoiny wykonane przez technika są dobrej jakości, mają mniej więcej równą szerokość na całej swojej długości, wysokość lica jest taka sama. Aby prawidłowo wykonać spoinę na początku końcówkę prądową opieraliśmy o spawany materiał pod odpowiednim kątem, a po zajarzeniu się łuku elektrycznego podnieśliśmy palnik na taką wysokość, aby końcówka elektrody znajdowała się 1,5 cm nad spawanym materiałem i ze stałą prędkością przesuwaliśmy do siebie palnik tak, aby spoina była jednakowej szerokości i wysokości. Tylko kilku osobom udało się wykonać spoinę dobrej jakości. Spawanie metodą MIG jest bardzo wygodne, ponieważ nie musimy ręcznie podawać spoiwa (spoiwem jest elektroda, podawana ze szpuli).

Rys. 7 Spoiny wykonane przez studentów (najlepsze spoiny oznaczone są podkreśleniem numeracji)

Najlepszymi spoinami były spoiny o numerach: 1 (nie licząc początkowej części spoiny), 5 i 6. Mają dość równą szerokość i wysokość. Większość spoin (wszystkie poza wymienionymi spoinami były wykonywane z różną prędkością i dlatego mają nierówną szerokość na swojej długości. Dodatkowo spoiny i numerach 3 i 7 są poprzerywane z powodu trzymania w zbyt dużej odległości końcówki prądowej od spawanego materiału. Błędy wynikały z braku doświadczenia studentów.

W drugiej części zajęć przeszliśmy do stanowiska do spawania metodą TIG (spawarka TIG - Rys. 8).

Rys. 6 Urządzenie do spawania TIG

Po wstępie teoretycznym, technik przedstawił nam spawanie tą metodą od strony praktycznej spawając aluminium. Ponieważ, inaczej niż w przypadku spawania MIG/MAG spoiwo trzeba było podawać ręcznie, technik założył przyłbicę o zmiennej przepuszczalności światła, by mieć wolną rękę na podawanie spoiwa. Musiał też założyć długie rękawice ochronne.

Rys. 7 Spoina wykonana metodą TIG przez technika (widok na lico i grań spoiny)

Technik wykonał dwa spoiwa (Rys. 9) tak, aby można było na jednej stronie zespawanych elementów zobaczyć zarówno lico jak i grań spoiwa. Spoiwa te są dobrej jakości, są mniej więcej tej samej szerokości. W ostatniej części zajęć laboratoryjnych, przedstawiona nam została jedna z metod zgrzewania - metoda zgrzewania oporowego punktowego. Przedstawiono nam ogólną zasadę działania urządzenia do zgrzewania (Rys. 10). W zależności od zgrzewanych materiałów dobiera się następujące parametry:  natężenie prądu zgrzewania (50-300 000 A)  siła docisku elektrod (2-500 000 N)  czas zgrzewania (0,01-20 s)

Rys. 8 Urządzenie do zgrzewania oporowego punktowego (zgrzewarka pneumatyczna)

Technik pokazał nam od praktycznej strony proces zgrzewania, zgrzewając punktowo dwa druty. Podstawił między elektrodami druty w takim położeniu, w jakim mając być zgrzane a następnie, naciskając nożną dźwignię rozpoczął proces zgrzewania. Proces zgrzewania trwał chwilę (niecałą sekundę) a mimo to elementy były bardzo mocno zgrzane ze sobą.

4. Wnioski i uwagi 1) Spawanie zarówno metodą MIG/MAG, jak i metodą TIG można wykonywać w każdej pozycji. 2) Spawanie metodą MIG/MAG jest wygodniejsze od spawania metodą TIG, ponieważ nie musimy ręcznie podawać spoiny potrzebnej do spawania. 3) Metoda TIG pozwala na spawanie bardzo cienkich blach, a także na spawanie aluminium, co wcześniej ze względu na tworzenie się tlenków na powierzchni aluminium było niemożliwe. 4) Na wygląd spoiny ma wpływ prędkość spawania i odległość końcówki prądowej od spawanego materiału (metoda MIG/MAG). 5) Na jakość spoiny duży wpływ ma wprawa spawającego. 6) Zgrzewanie oporowe punktowe, dzięki bardzo krótkiemu czasowi zgrzewania jest bardzo wydajne. 7) Zgrzewarka pneumatyczna do zgrzewania oporowego punktowego jest bardzo prosta w obsłudze. 8) Przy zgrzewaniu oporowym punktowym w bardzo krótkim czasie otrzymujemy bardzo solidne połączenie....