ריתוך בגז מגן: מצבים, טכנולוגיה, יישום, GOST

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

טכנולוגיות לביצוע פעולות ריתוך ביחס לפריטי עבודה ממתכת מאפשרות כיום להגיע לרמת ארגון גבוהה של התהליך מבחינת בטיחות, ארגונומיה ופונקציונליות. עדות לכך היא התפשטות ציוד חצי אוטומטי ורובוטי לביצוע השלבים הטכנולוגיים העיקריים בחיבור תרמי של חלקים. במקביל לכך הולכות וגדלות גם הדרישות לאיכות התפרים. בכיוון זה, ניתן להשיג את ההצלחה הגדולה ביותר על ידי ריתוך בגז מגן, המספק אפשרות לבודד את אזור העבודה מההשפעות השליליות של האוויר האטמוספרי.

מהות הטכנולוגיה

תהליך הריתוך בסביבת גז מגן הוא נגזרת של שילוב של מספר שיטות פעולה תרמית על מתכות עם אפשרות לחיבור מבני של חלקי עבודה. קודם כל, שיטה זו מבוססת על שיטת ריתוך קשת, אשר כשלעצמה מספקת שליטה מיטבית על אלקטרודות ומשטחים של חלקי מטרה עם מבנים. בפורמט זה, המשתמש יכול לתפוס כל מקוםעמדות באמצעות ציוד נייד וקומפקטי. כל זה נוגע לארגונומיה הארגונית של אירוע העבודה, ומהות התהליכים האלקטרוכימיים של ריתוך בגז מגן מתגלה על ידי הפרט של הסביבה שבה מתבצעת הפעולה. ראשית, יש צורך להדגיש את החשיבות של הגנה על בריכת הריתוך מההשפעות השליליות של אוויר אטמוספרי. מגע ישיר של נמס הבילט עם חמצן מוביל להיווצרות סיגים על פני השטח, חמצון של הציפוי וסגסוג בלתי מבוקר של מבנה המתכת. בהתאם לכך, כדי לא לכלול השפעות כאלה, משתמשים במבודדים מיוחדים - ציפויים, חומרים בתפזורת כמו שטף וגז, המוכנסים לאזור העבודה עם ציוד מיוחד. שיטת ההגנה האחרונה קובעת את התכונות של השיטה הנחשבת לייצור ריתוך.

כללים כלליים לריתוך לפי GOST 14771-76

לפי ה-GOST שצוין, ניתן להשתמש בשיטת ריתוך זו לביצוע תפרים חד-צדדיים ודו-צדדיים באמצעות מפרקי תחת, פינות, טי וחפיפה. באשר לפרמטרים העיקריים של התהליך, הם כוללים את הפרמטרים הבאים:

• עובי חלקים - נע בין 0.5 ל-120 מ"מ.
• שגיאה מותרת בעת ריתוך חלקים בעובי של 12 מ"מ - מ-2 עד 5 מ"מ.
• השיפוע של משטח התפר מותר רק אם מובטח מעבר חלק מחומר עבודה אחד לאחר.
• כאשר ריתוך חלקים עם הבדל משמעותי בעובי, השיפוע מתבצע באופן ראשוני בכיוון מחומר עבודה גדול יותר לקטן.
• קיעור וקמור של ריתוך פילה לפיסובלנות של GOST 14771-76 צריכות להיות לא יותר מ-30% מהרגל של הזווית שנוצרת, אך באותו זמן להתאים לטווח של 3 מ"מ.
• כמות ההיסט המותרת של הקצוות לפני הריתוך ביחס זה לזה תלויה בעובי החלקים. לדוגמה, במקרה של אלמנטים בעובי של עד 4 מ"מ, נתון זה הוא בערך 0.8-1 מ"מ, ואם אנחנו מדברים על 100 מ"מ ריקים, אז מרחק ההיסט יצטרך להתאים ל-6 מ"מ.

גזי ריתוך משומשים

מנקודת מבט של ריתוך, כל המדיה הגזים מחולקת לאינרט ופעיל. מכיוון שהמשימה העיקרית של תערובת הגז היא פונקציית הבידוד, היקרים ביותר הם אמצעי התקשורת שאינם משפיעים על המתכת המעובדת. תערובות כאלה כוללות חומרים מונוטומיים אינרטיים כמו הליום וארגון. אמנם, בהתאם ל-GOST, ריתוך בגזי מגן חייב להתבצע בסביבת פחמן דו חמצני, ומותר גם שילובים עם תערובות חמצן. לגבי גזים פעילים, הם יכולים להשפיע על המתכת הן במצב המותך והן במצב המוצק. נוכחותם של גזים במבנה המולקולרי של מתכת נחשבת בדרך כלל בלתי רצויה, אך ישנם יוצאים מן הכלל בשל הספציפיות של שילובים כאלה בתנאים שונים.

אופי ההשפעה של סביבת הגז על המתכת

מייד כדאי להדגיש את ההשפעות השליליות של גז במהלך ריתוך קשת על חלקי עבודה. במהלך קירור וחימום חזק, חומרי גזים המומסים במבנה המולקולרי עלולים לגרום להיווצרות נקבוביות, מה שמפחית באופן הגיוניתכונות החוזק של המוצר. מצד שני, אטומי מימן וחמצן יכולים להיות שימושיים בפעולות סימום עתידיות. וזה בלי להזכיר את התועלת של גז מגן פעיל בריתוך סגסוגות אוסטניטיות ופלדות, שקשה להמיסן אם משתמשים בתערובות בידוד אינרטיות. כתוצאה מכך, הבעיה של טכנולוגים היא דווקא לא בבחירת תערובת הגז הנכונה, אלא ביצירת תנאים שיכולים למזער את ההשפעות המזיקות של הגז הפעיל על בריכת הריתוך ובמקביל לשמר את ההשפעות החיוביות של המסיסות.

טכניקת תהליך ריתוך

מקור זרם חשמלי מסופק לחומר העבודה ולאלקטרודה, שישמש מאוחר יותר ליצירת ולתחזוקה של קשת הריתוך. מרגע ההצתה של הקשת, על המפעיל לשמור על המרחק האופטימלי בין האלקטרודה לבריכת הריתוך שנוצרה, תוך התחשבות במחווני הטמפרטורה והאזור המכוסה בהשפעות תרמיות. במקביל, גז מסופק לאזור העבודה באמצעות מבער מצילינדר מחובר. בידוד גז נוצר סביב הקשת. עוצמת היווצרות התפר תהיה תלויה בתצורת מיקום הקצוות ובעובי המוצרים. ככלל, שיעור המתכת הבסיסית במבנה הריתוך, שנוצרת במהלך ריתוך בגז מגן, הוא 15-35%. עומק אזור העבודה במקרה זה יכול להגיע ל-7 מ"מ, והאינדיקטורים לאורכו ולרוחבו - מ-10 עד 30 מ"מ.

ציוד לריתוך גז

סט של מכשירים עבור כאלהסוג הפעולות תלוי במצבים ובפורמט של ייצור הריתוך. הבסיס הטכני נוצר ישירות על ידי מכשירים חצי אוטומטיים, ראשי ריתוך תלויים, מקורות כוח, מיישרים ומודולים אוטומטיים מורכבים עם מחזיקי אלקטרודות, החוסכים באופן מקסימלי את המפעיל מביצוע מניפולציות אופייניות. הדגש כיום הוא על ריתוך ממוכן בגז מגן, שתשתיתו מורכבת גם על ידי קו גז, מבערים, התקנים למיקום נוח של ציוד בעמדות שונות וכו'. עמדות מיוחדות מאורגנות בתעשיות גדולות עם מערך הטכני הנדרש. ציוד לריתוך. לעומת זאת, פורמט אופטימלי לביצוע משימות כאלה בבית דורש שימוש רק במהפך קומפקטי עם ממירים ובלון גז עם ציוד בקרת זרימה.

אביזרים

אמצעים ומכשירים טכניים נוספים מבצעים בעיקר תקשורת בין הציוד העיקרי, ומאפשרים גם פתרון משימות משניות שאינן קשורות ישירות לריתוך. מכשירים אלה כוללים:

• תשתית בלון גז, הכוללת סלילים, מצמצמים, תנורי חימום, מעטפת וכו'.
• כלי ניקוי ומפרידים המיועדים להסרת מוצרי בעירה באזור העבודה. זה נכון במיוחד עבור פעולות ריתוך בגזי מיגון עם אלקטרודה שאינה מתכלה, שההמסה שלה אינה כלולה ישירות במבנה המוצר. גם במהלך הניתוח וגם לאחריוייתכן שיידרש שיוף תפרים.
• מייבש. מסלק ומווסת את הלחות הכלולה בפחמן דו חמצני. סוג של חומר ייבוש שפועל בלחצים גבוהים או נמוכים.
• מכשירי סינון. מנקה זרמי גז ממוצקים לא רצויים, ומבטיח גם ריתוך נקי.
• ציוד מדידה. בדרך כלל, מדי לחץ משמשים למעקב אחר מחוונים של אותם מדי לחץ וזרימת גז.

מצבי ריתוך והפרמטרים שלהם

הגישות לארגון תהליך הריתוך במקרה זה שונות על פי מספר קריטריונים, אשר בסופו של דבר מאפשרים לנו לדבר על הקצאת אופני פעולה שונים. לדוגמה, השיטות נבדלות על פי עקרון הביצוע הטכני של המשימה - ידני, חצי אוטומטי ואוטומטי. בחישוב מפורט יותר של מצבי ריתוך בגזי מיגון, נלקחים בחשבון הפרמטרים הבאים:

• Current - טווח בין 30 ל-550 A. ככלל, רוב הפעולות האופייניות דורשות חיבור של מקורות של 80-120 A.
• עובי האלקטרודה - מ-4 עד 12 מ"מ.
• מתח - 20 עד 100 וואט בממוצע.
• מהירות ריתוך - מ-30 עד 60 מ"ש.
• צריכת תערובת גז - מ-7 עד 12 ליטר לדקה.

בחירת המחוונים הספציפיים תלויה במידה רבה בסוג המתכת, בעובי חומר העבודה, בתנאי הפעולה ובדרישות למפרק שנוצר.

ריתוך ידני

תפקיד המפתח בתהליך ממלא מיומנות המפעיל ומאפייני האלקטרודה. כמעט כולם רתכיםשומר על התהליך בשליטתו, מכוון את הקשת ביחס למשטח העבודה ומנטר את הפרמטרים של אספקת תערובת הגז מהגליל. מבחינת ביצועים, הצפיפות וחוזק הזרם, כמו גם אורך נתיב הריתוך, יבואו לידי ביטוי. בריתוך ידני בגז מגן, לרוב מבוצעים מספר מעברים, במיוחד אם מעבדים חומר עבה. במקרים אחרים, עלייה במספר המעברים קשורה לצורך לתקן את הריתוך, לשנות את אורכו ואת מאפייני המשטח.

ריתוך חצי אוטומטי

היום, זהו האופן הפופולרי ביותר של ייצור ריתוך בסביבה מגינה. ההבדל העיקרי בין שיטה זו לבין השיטה הידנית הוא נוכחותם של אלמנטים מיכון עם מיישרים ואפשרות להזנת חוט אוטומטית מסליל מיוחד. עם ריתוך חצי אוטומטי בגז מגן, המפעיל לא צריך להיות מופרע כדי להחליף חומרים מתכלים, אבל טכניקת האינטראקציה של הקשת עם פני השטח של חומר העבודה עדיין תלויה במשתמש. המפעיל עוקב אחר תהליך היווצרות מפרק הריתוך, תיקון הפרמטרים הנוכחיים, שינוי זווית הנטייה וכו'.

ריתוך אוטומטי

תהליך ריתוך ממוכן לחלוטין, שבו המשתמש יכול להשפיע רק בעקיפין על פרמטרי האספקה של חומרים מתכלים, תערובת גזים ושטף אבקה. מבחינה טכנית, התפעול מסופק על ידי תחנות ורציפים רב תכליתיים עם ציוד רובוטי. על מתקני ייצור מודרניים מיוחדים במיוחד לריתוך אוטומטי בגז מגןנעשה שימוש בטרקטור כביכול, שעיצובו מספק את כל היחידות הפונקציונליות הדרושות. זוהי מכונה ניידת הנעה במהלך תהליך הריתוך לאורך קו יצירת התפר ובמקביל מובילה את תערובת המגן לאזור הריתוך. מרכיב חובה של מודולים כאלה הוא יחידת הבקרה, שמכילה בתחילה קבוצה של אלגוריתמים עם פעולות עבור כל גוף ביצועי.

מסקנה

השימוש בשיטות להגנה על בריכת הריתוך מחמצן מאפשר, אם לא ביטול מוחלט, אז מזעור פגמים אופייניים בהיווצרות התפר. זה חל על חוסר חדירה, סדקים, כוויות, צניחה ופגמים אחרים שעלולים להתרחש עקב מגע של המשטח המותך של חומר העבודה עם אוויר פתוח. היתרונות של ריתוך בגזי מגן על פני טכניקת השימוש בשטף כוללים את היעדר הצורך בהוצאת בוצה באזור העבודה. במקביל, נשמרות תכונות חיוביות נוספות של התהליך, כמו אפשרות התבוננות ויזואלית באיכות המתחם שנוצר. אם נדבר על החסרונות של השיטה, אז הגורמים השליליים שלה הם הקרינה התרמית והקלה של הקשת, המחייבת מתן אמצעים מיוחדים להגנה אישית של הרתך.