Технологія аргонового зварювання

План

1. Вступ. Розвиток зварювання, перспективи розвитку, сучасні досягнення зварювального виробництва

2. Технологічна частина

2.1. Характеристика металу, його властивості, позначення за стандартом, його зварюваність

2.2. Підготовка метелу до зварювання, вибір режимів зварювання, характеристика зварювальних матеріалів, їх технічні дані, хімічний склад, позначення за стандартом, техніка зварювання швів, з'єднань

2.3. Обладнання робочого місця для виконання зварювальних робіт

2.4. Розрахунок витрати зварювальних матеріалів на один погонний метр.

3. Охорона праці. Правіла поводження з інструментами, джерелом струму, обладнанням при зварюванні



1. Вступ

Важливою науково-технічною проблемою є створення економічних, надійних і довговічних зварних конструкцій, що можуть працювати на землі, під водою і в космосі, при великій різниці температур, в агресивних середовищах і при інтенсивному опромінюванні. За допомогою зварювання і споріднених технологій створюється більше половини валового національного продукту промислово розвинутих країн. У зварювальному виробництві зайнято близько 5 млн людей, переважна більшість яких (70-80%) виконують електродугові процеси.

Основою зварювального виробництва є зварювання плавленням. Техніка і технологія цього процесу постійно вдосконалюється. На ринку зварювального обладнання перше місце займає апаратура для зварювання порошковими і суцільними дротами при зменшенні частки обладнання для ручного дугового зварюванням, зменшилась майже в 3 рази і становить 20-30%, в інших країнах таке зниження менш інтенсивне.

Розширюються галузі застосування лазерних технологій, зокрема потужних діод них зварювальних лазерів з високим к.к.д. Широкі можливості використання електронно-променевого зварювання, яким за один прохід можна зварювати метали товщиною до 200-300 мм. Для розвитку важкого машинобудування велике значення має електрошлакове зварювання при виготовленні крупно-габаритних товстостінних виробів. Успішно розвивається контактне зварювання (роликове, точкове й рельєфне).

Розвиток електронної техніки й приладобудування призвів до створення ультразвукового, дифузійного, пресового та зварювання інших видів. Забезпечення з'єднань високої якості у складних умовах вимагає вдосконалення техніки та засобів підготовки до ремонтного зварювання.

Невід'ємною частиною зварювального виробництва є наплавлення, для якого використовують 8-10% електродів і суцільних дротів та 30% порошкових дротів від загального об'єму зварювальних матеріалів і практично всі спечені й порошкові стрічки. Удосконалюються технології нанесення спеціального та захисного покриття методами плазмо-дугового, електронно-променевого, газотермічного й динамічного напилення. Особливе значення мають технології склеювання. Створено значну кількість клеєних композицій, які дають можливість з'єднувати одно-та різнорідні матеріали.

У виробництво впровадженні нові технології для зварювання полімерів і композитів на їх основі, зварювання труб із термопластів, які використовуються при спорудженні газо-й водопроводів та інших комунікацій. Перспективними є з'єднання цих матеріалів за допомогою ультразвукового зварювання, зварювання тертям і струмами високої частоти.

Значно розширилися можливості підводного зварювання та різання, які використовуються на глибинах декількох десятків метрів. Для цього використовують зварювання плавкими і неплавкими електродами, лазерне випромінювання. Розробляються нові механізовані способи зварювання й різання, а також обладнання, які були б придатні для використання на кілометровій глибині для прокладання газо-і нафтопроводів по дну океанів.

Важливою проблемою є застосування зварювальних технологій у космічному просторі, де перспективним способом вважається електронно-променеве та лазерне зварювання. Інститутом електрозварювання ім. Є.О.Патона разом з НВО «Енергія» проведені експерименти електронно-променевого зварювання, різання, паяння й нанесення покриття у відкритому космосі, при яких були вивчені особливості одержання зварних з'єднань в умовах вакууму та мікро гравітації, оцінені можливості людини у скафандрі виконувати функції зварника.

Зварювання та споріднені технології будуть і надалі інтенсивно розвиватися, оскільки вони є ключовим для ведучих галузей сучасної промисловості.

Зварювання є одним із основних технологічних процесів виготовлення та ремонту виробів у різних галузях промисловості, будівництва й транспорту. Без зварювання неможливе виробництво автомобілів, кораблів, літаків, мостів, котлів, турбін, реакторів та інших конструкцій. Зварювання дозволило створити принципово нові конструкції машин, внести корінні зміни в конструкцію й технологію виробництва. Порівняно з іншими способами виготовлення конструкцій зварні є легшими та дешевшими. При цьому економія металу становить від 10 до 50%. За допомогою зварювання одержують нероз'ємні з'єднання майже всіх металів і сплавів різної товщини від сотих часток міліметра до декількох метрів. Поряд з традиційними конструкційними сталями зварюють спеціальні сталі та сплави на основі титану, цирконію, молібдену, ніобію й інших матеріалів, а також різнорідні матеріали.

Суттєво розширились умови проведення зварювальних робіт. Електричне зварювання виконують в умовах високих температур, радіації, в глибокому вакуумі під водою, в умовах невагомості. Швидкими темпами освоюються нові види зварювання: електронно - променеве, світлове, дифузійне, ультразвукове, електромагнітне, лазерне. Розширились можливості дугового й контактного зварювання. Для підвищення якості продукції та продуктивності праці у зварювальне виробництво слід широко впроваджувати останні досягнення науки й техніки.

Розроблені й серійно випускаються нові конструкції джерел живлення дуги, обладнання для механізованих способів зварювання, складально - зварні пристосування.

Досягнення в галузі механізації та автоматизації зварювальних процесів, використання останніх досягнень зварювальної технології й техніки зумовило корінні зміни в технології виготовлення кораблів, пресів, прокатних станів, котлів, нафтової апаратури, труб та інших зварних конструкцій.При відновленні спрацьованих деталей машин і механізмів, а також при виготовленні нових деталей із зносостійкою поверхнею широко використовуються різні механізовані способи наплавлення.

Запровадження нових способів зварювання в т. ч. у середовищі захисних газів, під флюсом електрошлакового тощо, дозволяє вирішити проблему широкого використання в промисловості зварних виробів із деталями і складальними одиницями із спеціальних сталей, кольорових металів та їх сплавів.

Промисловість Україні випускає значну кількість різних марок електродів для дугового зварювання конструкцій із вуглецевих, легованих, жароміцних, тепло-, корозіє-, жаростійких та інших сталей. Випускаються також електроди для відновлювального зносостійкого наплавлення різних сталей, для зварювання і наплавлення чавуну й кольорових металів.



2. Технологічна частина

2.1 Характеристика металу, його властивості, позначення за стандартом, його зварюваність

Алюміній - легкий метал третьої групи періодичної системи елементів, сріблясто-білого кольору, з густиною 2,7 г/см³, високою електро-, теплопровідністю та корозійною стійкістю (утворює щільну поверхневу плівку оксиду Al2 O3 ). Температура плавлення алюмінію, залежно від частоти металу, становить 660…667 °C. Прокатний і відпалений алюміній має міцність _в = 60 МПа, модуль пружності Е= 7* 10³ МПа, Пластичність = 50%, ш = 85%, твердість 25 HB. Алюміній високо пластичний, маломіцний матеріал, добре обробляється тиском, зварюється, але погано піддається обробці різанням. Як конструкційний матеріал його не застосовують.

Постійні домішки (Fe, Si, Ti, Mn, Cu, Zn, Cr) Знижують фізико хімічні характеристики і пластичність алюмінію. Залежно від вмісту домішок розрізняють марки алюмінію : А 999 (0,001 % домішок), А 995 (0,005% домішок), А 99 (0,010 % домішок), а також А97, А95

Введення легуючих елементів дозволило створити низку алюмінієвих сплавів з різними фізико-механічними та технологічними властивостями. Сплави алюмінію поєднують у собі кращі властивості чистого алюмінію і підвищені характеристики легуючих елементів. Так, залізо, титан, нікель, підвищують жароміцність сплавів: мідь, марганець, магній, забезпечують зростання характеристик міцності. Легуванням і відповідно термічною обробкою досягають підвищення міцності алюмінію (_в) від 100 до 500 МПа, твердості - від 20 до 150 HB.

За технологією виготовлення заготовок і виробів усі промислові сплави алюмінію поділяють на три групи:

· деформовані; · ливарні; · спечені.

С п л а в и, щ о п і д д а ю т ь д е ф о р м у в а н н ю, повинні забезпечувати високу технологічну пластичність для здійснення операцій прокатування, кування, пересування тощо. Тому вони повинні мати однорідну структуру твердого розчину на основі алюмінію. Для підвищення міцності допускають у структуру сплаву невелику кількість кристалів евтектики. Деформовані сплави алюмінію поділяють на такі, що зміцнюють термічною обробкою, і такі, що зміцнюють.

До т е р м і ч н о н е з м і ц н ю в а н и х с п л а в і в належать технічний алюміній ( АД, АД 1, АД 0), сплави алюмінію з марганцем (позначають АМц) і сплави з магнієм та марганцем (позначають АМr). Вони володіють помірною міцністю, пластичністю, доборе зварюються, корозійно стійкі. Залежно від стану поставки листу (0,5…10 мм) у позначенні марки сплаву додають літери. В разі поставки сплаву у відпаленому стані пишуть літеру М - м'які (AMrM)при незначному наклепуванні - літеру П ( AMгП), при значному літеру Н (АМгН). Із зростанням ступеня деформації (наклепування) підвищується міцність сплавів. Так міцність і пластичність сплаву АМцН складає _в=220 МПа, = 5%, а сплаву АМцМ - _в = 130 МПа, = 20%.

Малонавантажувальні деталі зварювальних і клапенних конструкцій, деталі глибокої витяжки виготовляють із сплавів титану АМцН, а також АМr2М, АМr3М, (_в = 170…200 МПа, = 4…18%). Деталі конструкцій середнього навантаження та високої корозійної стійкості виготовляють із сплавів типу АМr5М, АМr6М (_в = 280 МПа, = 15%). Зі сплавів АМц і АМг виготовляють листи, прутки, дріт.

Т е р м і ч н о з м і ц н ю в а л ь н і с п л а в и алюмінію за хімічним складом і властивостями більш різноманітні. Їх поділяють на :

· сплави підвищеної пластичності АВ, АД 31, АД 33 (на основі системи Al-Mg-Si);

· конструкційні сплави (Al-Cu-Mg) - дюралюміни марок Д1, Д16, Д18, В65;

· ковочні ( Al-Mg-Si-Cu) марок АК6, АК8;

· високоміцні (Al-Zn-Mg-Cu) марок В95, В96;

· жароміцні сплави систем (Al-Cu-Mg) марок АК4-1 та (Al-Cu-Mn) Д20.

С п л а в и п і д в и щ е н о ї п л а с т и ч н о с т і - авіалі ( АВ, АД31, АД33) - містять у своєму складі, крім алюмінію, 0,4…1,2% Mg, 0,3…1,2% Si, 0,15…0,35% Mn, добре зварюються, корозійно стійкі. Термічна обробка їх складається з гартування від 515…525 ?С і старіння (природного або штучного). Штучне старіння проходить значно швидше і здійснюється при 160…170 ?С протягом 12…15год одразуж після гартування. При цьому виділяється зміцнююча фаза Mg₂ Si. Після гартування і штучного старіння властивості сплаву АВ дорівнюють: _в = 380 Мпа, _т = 250 Мпа, = 14%, а після природного старіння _в = 260 Мпа, _т = 200 Мпа, = 20%. Зі сплавів АВ, АД3, виготовляють листи труб, пресовані профілі, заготовки, ковані деталі двигунів, лопасті гвинтів вертольотів тощо.

К о н с т р у к ц і й н і с п л а в и (дюралюміни) широко застосовуються у різних галузях техніки. Їх маркують літерою Д, після якої стоїть цифра, що відповідає умовному номеру сплаву. Термічна обробка дюралюмінів складається з гартування від 500…510 ?С (охолодженням у киплячій воді) і старіння. Природне старіння здійснюється за кімнатної температури протягом 5…7 діб, штучне - за температурою 150…190 ?С протягом 4…12 год або при 250 ?С протягом 2…4 год. Особливістю гартування дюралюмінів є необхідність додержуватись температурного режиму, наприклад, 505±5 ?С (для Д1) і 500±5 ?С (для Д16, Д18). Структура дюралюмінів складається з б-твердого розчину і змінюючих фаз. Так, у сплаві Д1 основною змінюючою фазою є и (CuAl₂ ), у сплаві Д16 з підвищеною кількістю магнію - и (CuAl₂) і S (Al₂CuMg). Дюралюмінь Д16 має найбільшу міцність після гартування та природного старіння: _в = 480 Мпа, _т = 320 Мпа, = 14%

Деталі і конструкції середньої міцності виготовляють зі сплавів Д1, Д1А

(_в = 360 Мпа, = 12%).

Дюралюміни виробляють у вигляді листа, пресованих і катаних профілів, прутків. Для підвищення корозійної стійкості їх піддають плакуванню. Відповідно при маркуванні таких сплавів додають літеру А, наприклад Д16А, Д1А. Сплави Д18 і В65 є основним алюмінієвими заклепочними сплавами. Найбільш широко дюралюміни застосовуються в авіаційній промисловості та будівництві.

Алюмінієві сплави, придатні для катування, позначають літерами АК і відносять до системи Аl-Cu-Mg-Si. Вони пластичні, стійкі до утворення тріщин під час гарячої пластичної деформації. Ці сплави (АК6, АК8) за хімічним складом близькі до дюралюмінію і відрізняються високим вмістом кремнію (0,7…1,2%). Сплави АК6 і АК8 застосовують після гартування від 520±5 ?С (АК6) і 505±5 ?С (АК8) та штучного старіння при 160…170 ?С протягом 12-15год. Після термічної обробки механічні властивості цих сплавів такі: _в = 400 Мпа, д=12% (АК6); _в=480 Мпа, д=9% (АК8). Проте обидва сплави мають низьку корозійну стійкість і потребують додаткових заходів що до захисту від корозії. З них виготовляють шматовані та куті деталі складної форми і середньої міцності(АК6) - під моторні рами, крепіж, а такод такі високо навантажувальні шматовані деталі (АК8), як пояси лонжеронів, лопасті гвинтів вертольотів, бандажі вагонів.

Високоміцні алюмінієві сплави (В95, В96) окрім міді і магнію містять у своєму складі значну кількість цинку( 5…8,6%). Підвищену міцність цих сплавів зумовлює наявність в їхній структурі після гартування від 460…470 ?С у воді і штучного старіння при 120…140 ?С протягом 24…16год інтерметалічних зміцнюючи фаз відповідно з(MgZn₂), T(Al₂Mg₂Zn₃), S(Fe₂CuMg). Після термічної обробки механічні властивості для сплаву В96 такі: _в = 700 Мпа, _т = 650 Мпа, = 7%. Сплави В95 і В96 застосовують у літакобудуванні для конструкцій високого навантаження і тривалої експлуатації за температури 100 ?С. До недоліків цих металів відносять невисокі пластичність, в'язкість руйнування і низьку корозійну стійкість під напруженням. Підвищенню цих характеристик сприяє двоступінчасте пом'якшуюче старіння.

Жароміцні сплави використовують для експлуатації при температурах до 300 ?С (поршні, головки циліндрів, диски і лопатки компресорів реактивних двигунів, обшивка надзвукових літаків). Найбільш поширені сплави титану АК4-1 системи Al-Cu-Mg-Si з добавками заліза та нікелю; Д20 системи Al-Cu-Mn з добавками титану та цирконію. У сплаві АК4-1 Fe і Ni утворюють нерозчинну фазу Al₉FeNi, яка під час термічної обробки не змінюється. Основною ж зміцнюючою фазою у сплаві є S(Al₂CuMg). Після гартування від 530±5 ?С і штучного старіння сплав АК4-1 має такі механічні характеристики: _в=300…180 МПа, _т = 190…120 МПа, = 18…12% .

Сплав Д20 має такі характеристики механічних властивостей :

_в=420 МПа, _т = 330 МПа, = 11% .

Перспективними жароміцними сплавами алюмінію є сплави системи Al-Mg-Li що поєднують високу міцність, низьку питому вагу і достатню жароміцність.

Ливарні сплави алюмінію використовують для виготовлення фасонних виливків різної форми та призначення. До їх сплаву входять тіж самі легуючі компоненти, що й до деформованих сплавів, але у більшій кількості (до 9…13% для кожного компонента). Промисловість виробляє ливарні алюмінієві сплави(АЛ) марок від АЛ1 до АЛ33. При маркуванні цих сплавів літера А означає, що сплав алюмінієвий, літера Л- що сплав ливарний, а цифра - порядковий номер сплаву. За хімічними складом ливарні алюмінієві сплави можна поділити на кілька груп. Наприклад, алюміній з кремнієм (АЛ2,АЛ4,АЛ9) або алюміній з магнієм (АЛ8,АЛ13,АЛ22 та інші.)

Типовим є сплави системи Al-Si (10…13% Si) - силуміни. Розчинність Si в Al мала ( 0,8% при 500 ?С ; 0,05% при 20 ?С ). Тому сплави які складаються лише з Al і Si, практично не змінюються термічною обробкою і в системі Al-Si можуть бути сплави, що частково або повністю складаються з евтектики. Введення в силуміни Cu,Mg сприяє зміцненню сплаву при старінні; Ti,Zr подрібнюють зерно; Mn покращує корозійну стійкість; Ni і Fe підвищують жаростійкість.

Для поліпшення механічних властивостей силуміни з вмістом кремнію більше5% модифікують натрієм: 1…3% від маси розплаву додають солі натрію (2/3 NaF+1/3 NCl). Структура не модифікованих сплавів складається з голчастих кристалів Si і евтектики (б+Si), а після модифікування - з б-розчину і евтектики (б+Si), такої будови.

Властивості алюмінієвих ливарних сплавів залежить від способу лиття та виду термічної обробки, швидкості охолодження при твердненні виливка і під час гартування. Для ливарних сплавів алюмінію характерна більша груба крупнозерниста структура. Це зумовлює режими їх термічної обробки. Тому для гартування силуміни нагрівають до 520…540 ?С і витримують 5…10год для більш повного розчищення включень. Штучне старіння здійснюють при 150…180 ?С протягом 10…20год . З силумінів виготовляють деталі, які працюють при невеликих (АЛ2), середніх (АЛ4) і вібраційних (АЛ8) навантаженнях, а також при підвищенні до 150…170 ?С температурах (АЛ1, ОВ) тощо. Спечені алюмінієві порошкові (САП) сплави на основі Al і Al₂O₃ одержують шляхом брикетування порошку алюмінію, вакуумної дегазації брикетів з подальшим їх спіканням під тиском. Вміст Al₂O₃ у спечених сплавах алюмінію знаходиться у межі від 6…9% (САП1) до 18…22% (САП4). Дрібні частинки Al₂O₃ гальмують рух дислокації у сплаві і підвищують його міцність. Жаростійкі САП матеріалів при тривалому нагріванні зберігаються до 500 ?С, а при короткочасному - до 1000 ?С.

Труднощі при зварюванні алюмінію

1. Сильна окислювальність (утворення Al₂O₃ ), що приводить до утворення не проварів і підвищується крихкість.

2. Схильність до утворення гарячих тріщин через велику ливарну осадку.

3. Підвищена пористість металу з утворенням пор причиною яких є водень.

4. Високий коефіцієнт лінійного розширення сприяє виникнення або появі деформацій.

5. Низька температура плавлення, відсутність змін колору заважає виявити момент початку плавлення.

6. Велика рідко текучість, низька міцність потребують застосуванню потужних джерел струму.

Високочастотний змінний струм руйнує оксидну плівку за рахунок того ,що позитивні важкі іони аргону, що утворюються під дією електричного поля рухаються від електроду «+» до «-», руйнують оксидну плівку. Таке явище називається катодним розпилюванням.



2.2 Підготовка металу до зварювання, вибір режимів зварювання. Характеристика зварювальних матеріалів. Їх технічні дані, хімічний склад, позначення за стандартом, техніка зварювання швів, з'єднань

Підготовка металу до зварювання полягає в очищені, випрямлянні, розмічанні різані й складанні. Для одержання якісного зварювання на деталях з алюмінію та його сплавів, дуже важливе значення має чистота поверхні. Вона повинна бути вільна від будь-яких забруднень, особливо масла. У зоні зварювання деталь потрібно очистити від окісної плівки. Виконати цю операцію на алюмінієвій деталі складніше, чим на чавунній. Справа в тому, що при зачищенні алюмінієвого сплаву шліфувальним колом він дуже швидко забивається (засолюється) металевими часточками, що відриваються від поверхні. Тому для зачищення найкраще користуватися металевими щітками: або плоскими ручними, або круг, що приводяться в рух від электро- або пневмомашинки.

Режим зварювання - це сукупність різних факторів зварювального процесу, які забезпечують стійке горіння дуги і одержання швів заданих розмірів, форм, та якості.

До таких факторів відносяться: діаметр електрода, сила зварювального струму, тип і марка електрода, напруга на дузі, рід і полярність зварювального струму, швидкість зварювання, розташування шва у просторі, попередній підігрів і наступна термообробка.

Зварні шви поділяють за видом зварного з'єднання та геометричними параметрами перерізу шва на стикові й кутові. Стикові шви використовують для виконання стикових, торцевих і кутових з'єднань внапуск.

Зварні шви класифікують за:

- Типом з'єднання: стикові, кутові, внапуск, торцеві.

- Протяжністю: не переривчасті, переривчасті, ланцюгові, шахові;

- Кількістю швів: одношарові, багатошарові, випуклі;

- Відношенням до навантажень: робочі стикові, кутові, флангові, лобові, комбіновані, косі, зв'язувальні.

- Довжиною: короткі до (до 300мм), середні до (1000мм), довгі більше (1000 мм).

- Характером виконання однобічні, двобічні;

- Положенням у просторі: нижні вертикальні, горизонтальні, стельові, (у човник)

- Конфігурацією: прямолінійні, криволінійні (фігурні) , кільцеві, кільцеві спіральні;

- Способом утримання зварної ванни: у висячому положенні, на підкладці.

Техніка аргоно дугового зварювання

Положення присадочного дроту і вольфрамового електрода при аргоновій зварці.

Схема введення присадочного дроту

В зварювальну ванну

1. Вольфрамовий електрод

2. Зварювальна ванна

3. Присадний дріт

4. Зона дії захисного газу

5. Зварний шов.

Зварні шви

1) нижнє;2) кутове;3) внапуск;4) таврове.



Сутність зварювання

Орієнтовні режими аргонодугового зварювання алюмінію неплавким електродом

Тип з'єднання	Товщина деталі, мм	Діаметр, мм	Захисний газ	Кількість проходів
		Вольфра-мового електрода	Присаджу-вального дроту	Аргон
				Сила зварювального струму	витрата газу, л/хв
З відбортовкою кромок Стикове без розчищання кромок	1,0 1,5 2,0 2,0 3,0 4,0	1,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 3,0-4,0 3,0-4,0	- - - 1,0-2,0 2,0-3,0 2,0-3,0	45-50 70-75 80-85 55-75 100-120 120-150	4-5 5-6 7-8 5-6 7-8 8-10	1 1 1 1 1 1
Стикове без розчищення кпромок двобічне	4,0 5,0 6,0	3,0-4,0 4,0-5,0 4,0-5,0	3,0-4,0 3,0-4,0 3,0-4,0	120-180 200-280 240-270	7-8 8-10 8-10	2 2 2
Стикове з розчищенням кромок	6,0 8,0 10,0	4,0-5,0 4,0-5,0 4,0-5,0	3,0-4,0 4,0-5,0 4,0-5,0	220-280 270-300 270-380	7-8 9-12 9-12	3 3 3
Таврове, кутове, внапуск.	2-4 4-8 10	2,0-4,0 4,0-5,0 5,0-6,0	1,5-4,0 3,0-4,0 4,0-5,0	100-200 200-300 270-320	5-7 7-8 9-10	1-2 2-4 2-4

Для зварювання алюмінію та його сплавів випускають дріт діаметром (мм): 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0; 12;0 Нині ГОСТ7871-75 передбачає випуск 14 марок дроту:

-Св-А97, Св-А95Т, Св-А5 (технічний алюміній); -Св-АМц (алюмінієво-марганцевий); -Св-АМr3, Св-АМr4, Св-АМr5, Св-АМr6, Св-АМr63, Св-АМr61, Св-1557 (алюмінієво-магнієві).

-Св-АК5, СвАК10 (алюмінієва-кремнієві); -Св-1201 (алюмінієво-мідний)

Алюмінієвий дріт постачається в упаковці. Його термін зберігання не більше 1 року з дня виготовлення. Зварювальний дріт підбирається з урахуванням однорідності з основним металом або підвищеним вмістом деяких елементів, які в процесі зварювання можуть вигоряти або випаровуватись. УІЕЗ ім. Е.О. Патона НАН України розроблені нові присаджувальні дроти, що містять скандій й цирконій призначені для зварювання високоміцних сплавів алюмінію.

Дріт Св-АМr6 (Si) зі сплаву системи Al-Mg-Sc-Zn рекомендують для зварювання алюмінієвих сплавів, до складу яких входить незначна кількість міді. Він підвищує міцність зварного з'єднання на 15-20% і виключає утворення гарячих тріщин у металі шва.

Дріт Св-1201 (Si) зі сплаву системи Al-Cu-Sc- Zr використовують для зварювання алюмінієвих сплавів, до складу яких входить значна кількість міді та інші компоненти. Він забезпечує високу стійкість металу шва проти утворення гарячих тріщин. Границя міцності на 10-15% вище, ніж при зварюванні без скандію.

Вольфрамові електроди використовують при дуговому зварюванні в інертних газах, плазмовому зварюванні, а також різанні та плавленні. Фольфрам - це тугоплавкий метал із температурою плавлення 3400 ?С і температурою кипіння 5555 ?С. Висока тепло і електропровідність зумовила широке застосування вольфрамових електродів для зварювання.

Через сильне окиснення їх використовують при зварюванні в середовищі аргону, де вольфрам майже не окислюється, а тільки повільно випаровується. Вольфрамові електроди виготовляють з вольфрамового порошку, шляхом пресування, спікання й прокатування.

Застосовують електроди марок:

- ЭВЧ- чистий вольфрам;

- ЭВЛ - з присадкою оксиду лантану;

- ЭВИ -1 - з присадкою оксиду ітрію (1,1-1,4%);

- ЭВИ-3 - з присадкою оксиду ітрію (2,5-3,5%), і танталу (0,01%);

- ЭВИ-15 - з присадкою оксиду торію (1,5-2%).

Присадки оксиду лантану, торію танталу та ітрію понижають потенціал іонізації, в результаті полегшується запалювання дуги. Електроди з чистого вольфраму використовують для зварювання на змінному струмі прямої й зворотної полярності. Для зменшення витрат електродів, інертний газ необхідно подавати до вмикання зварювального струму, а припиняти після вимикання та охолодження електрода до його потемніння. Коли зварюють на постійному струмові всі електроди заточують на конус, а коли використовують змінний - електрод марки ЭВИ і ЭВЛ повинні мати плоску заточку електроди марки ЭВЧ - сферичну. Довжина заточування повинна дорівнювати 2-3 діаметра електрода.

Виготовляють електроди діаметром від 0,5 до 10 мм, і довжиною 75 мм, 150, 200 і 300мм. Найкраще зварюють електроди з присадкою ітрію.

АРГОН- це однорідний інертний газ, без кольору та запаху, важчий за повітря, чим забезпечує надійний захист зварної ванни. Залежно від домішок (кисень, азот, водень) аргон поділяється на такі сорти:

- Аргон газоподібний і рідкий;

- Аргон вищого сорту;

- Аргон вищої чистоти.

ГОСТ 10157-79

Аргон вищого сорту використовується для зварювання титанових сплавів, цирконію, молібдену, а також виробів з нержавіючої сталі.

Аргон першого сорту призначений для зварювання алюмінієвих і магнієвих сплавів.

Аргон другого сорту призначений для зварювання виробів з чистого алюмінію, нержавіючих і жароміцних сплавів.

Зберігають і транспортують у балонах у газоподібному стані під тиском 15МПа. Ємність балона 40дм³. Колір балона сірий з зеленою смужкою.

2.3 Обладнання робочого місця для виконання зварних робіт

Робоче місце зварника, обладнане всім необхідним для виконання зварювальних робіт , називається зварювальним постом. Вони бувають пересувні та стаціонарні. Пересувний пост використовується для ручних робіт у різних місцях на території підприємств і в будівлях, а також при монтажних роботах.

Для організації зварювального поста необхідні:

- Балон з аргоном, редуктор;

- Гумові рукави для подачі аргону в пальник

- Зварювальні пальники з набором наконечників

- Зварювальний стіл і пристосування для складання

- Приладдя для зварювання і різання: окуляри з темни склом, набір ключів, молоток, зубило, щітка, лінійка, кутник, рисувалка та ін.

- Система вентиляції

- Протипожежні засоби

- Відро з водою для охолодження пальників

- Контейнер для відходів.

При використанні пересувних постів в приміщеннях слід забезпечити природну або примусову вентиляцію.

Робітників забезпечують спецодягом за встановленими нормами і захисними окулярами (світлофільтри С-3 при роботі різаками і С-4 при зварювальних роботах із витрачанням ацетилену до 2500 л/год).

Світлофільтри підбираються залежно від характеру роботи і потужності газового полум'я.

Схема ручного аргонового зварювання

1. Балон з захисним газом.

2. Пальник.

3. Зварювальний шов.

4. Осцелятор.

5. Трансформатор з регулятором.

Характеристика і призначення світлофільтрів

Призначення світлофільтрів	Марка	Класифіаційний номер	Марка скла	Діаметр; Товщина, мм
Для допоміжних робітників	В-1 В-2 В-3	2.4 3 4	ТС-1 ТС-1 ТС-2	30-60; 1.5-3.5



Балон - стальна ємність, призначена для зберігання й транспортування стиснутих, зріджених і розчинених газів під тиском. Виготовляють з безшовних труб вуглецевої і легованої сталі. На верхній частині балона вибивають їх паспортні дані. Через кожні 5 років їх оглядають і випробовують.

Будова балона: 1.опорний башмак, 2. корпус, 3. горловина, 4.вентиль, 5.ковпак.

Технічна характеристика балона

Параметри	Аргоновий
Граничний робочий тиск, МПа	14,7
Випробувальний тиск, МПа	19,6
Стан газу в балоні	Стиснутий
Колір балона	Сірий
Напис	Аргон (чистий)
Колір напису	Зелений
Кількість газу в балоні, м3	6
Місткість, л	40
Розміри	140х219
Маса, кг (без газу)	65

Редуктор - призначений для пониження тиску газу до робочого та автоматичного підтримування заданого робочого тиску постійним. Газ надходить в редуктор з балона або розподільного трубопровода.

Корпус редукторів зафарбовують в той же колір що й балони.

Редуктори класифікують:

- За принципом дії (прямої і зворотної)

- За пропускною здатністю

- За робочим тиском газу

- За видом газу

- За кількістю камер (одно і двоступеневі)

- За призначенням ( балонні, сіткові, рампові, магістральні, універсальні).

1. Кришка.

2. Редукторний клапан.

3. Передавальний диск зі штоком.

4. Затворна пружина.

5. Камера низького тиску .

6. Пружина.

7. Регулювальний гвинт.

8. Мембрана.

Рукави.

Для підведення газу до пальників або різаків використовують спеціальні рукави, виготовлені з вулканізованої гуми з однією або двома тканинними прокладками.

Шланги розраховані для роботи при температурі навколишнього середовища від +50 до -35 С. Для роботи при нижчих температурах використовують шланги з морозостійкої гуми, яка витримує температуру до -65 С.

Рукави виготовляють з внутрішнім діаметром 6 мм, 9, 12 і 16 мм.

Довжина рукавів має бути не більше 20 м і не менше 4,5 м.

Довжина стикових ділянок має становити не менше 3 м, при монтажних роботах допускається довжина до 40 м. Рукави на ніпелях пальників і між собою кріплять спеціальними хомутами або м'яким відпаленим дротом.

Пальник

АГНІ-12М - пальник призначений для ручного зварювання не плавким електродом маловуглецевих і неіржавіючих сталей, сплавів міді, нікелю, титану на постійному струмі прямої полярності, а так само алюмінію і його сплавів на змінному струмі. Пальник АГНІ-12М не має водяного охолоджування, тому його вживання особливо зручне, коли виникають труднощі з використанням води, що охолоджує: на монтажі, на великій висоті, при негативних температурах, в умовах невеликих виробництв і майстерень. Конструкція пальника дозволяє повертати голівку відносно подовжньої осі рукоятки на ± 180^о в зручне для роботи положення і забезпечує хороший захист рукоятки від перегріву. Пальник має кнопку дистанційного керування зварювальним струмом. Підведення захисного газу (аргону) і зварювального струму здійснюється окремо.

Трансформатор

Зварювальні трансформатори призначені для зниження напруги з 220 або 380 В до безпечної напруги, але достатньої для легкого запалювання та стійкого горіння електродної дуги ( не більше 80 В) і регулювання сили зварного струму залежно від діаметра електроду та товщини зварного металу.

Принцип дії трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Він складається з корпусу, в середині якого розміщений магнітопровід, зібраний з тонких лакованих пластин електрохімічної сталі і на якому розміщена первинна і вторинна обмотки.



Осцилятор

Осцилятор -- це пристрій, що перетворює струм промислової частоти низької напруги в струм високої частоти (150-500 тис. Гц) і високої напруги (2000-6000 В), накладення якого на зварювальний ланцюг полегшує збудження і стабілізує дугу при зварці. Основне вживання осцилятори знайшли при аргонодугової зварці змінним струмом неплавким електродом металів малої товщини і при зварці електродами з низькими іонізуючими властивостями покриття.

2.4 Розрахунок витрати зварювальних матеріалів на один погонний метр

Розхід вольфрама при аргоно-дуговому зварюванні

Зварювальні матеряли	Товщина, мм	Діаметер електрода, мм	Розхід вольфрама на 100 м шва (г) при зварюванні
			ручної	Механізованої
Алюмінєві і марганцеві сплави	1,0 2,0 4,0 5,0…6,0 7,0	1,5 2,0 3,0 4,0 5,0	8,3 23,4 83,3 132,2 165,0	3,9 10,9 39,0 125,0 156,0

Розхід аргону при ручному і автоматичному зварюванні сталей

Товщина металу, мм	Оптимальний Розхід газу Л/М	Розхід (л) на 1 м шва при скорості зварювання, м/год	Додатковий Розхід на підготовчі і заключні операції
		4	6	10	15	20	25	30	35
2…3 4 6 8 10 і більше	8 9 10 13 15	120 135 150 195 225	80 90 100 130 150	48 54 60 78 90	32 36 40 52 60	24 27 30 39 45	19,2 21,6 24,0 31,2 36,0	16 18 20 26 30	13,6 15,3 17,0 22,1 25,5	0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Нормування витратів матеріалів при аргоновому зварюванні.

Розхід вольфрамових електродів розраховується на зварюванні 100м швів. Втрати цих електродів при розрізуванні, заточуванні і в виді огарків до 30%.



3. Охорона праці. Правила поводження з інструментами, джерелом струму, обладнанні при зварюванні

Охорона праці зварників

Вимоги безпеки перед початком роботи.

1. Зварник зобов'язаний оглянути і перевірити справність застосованих інструментів і пристосувань, якість зварювальних матеріалів.

2. Одягти спецодяг, ретельно заправити його для захисту від бризів розплавленого металу.

3. Провести зовнішній огляд зварювальної установки і переконатися в її справності (наявність занулення; справність ізоляції живильного кабелю і зварювальних проводів; наявність огородження частин, що знаходяться під напругою; наявність написів: у затисків первинної обмотки “Мережа”, у затисків вторинної обмотки - “Зварювальний ланцюг”).

4. Розмістити зварювальний пристрій так, щоб під час роботи дотримувалася відстань від зварювальних проводів до гарячих трубопроводів, балонів з киснем (не менше 0.5 м) і пальних газів (не менше 1 м ).

Висота крапки зварюван- ня над рівнем підлоги чи прилягаючої території, м	0- 2	Понад 2	3	4	6	8	10	Понад 10
МіМінімальний радіус зони, м	5	6	9	10	11	12	13	14

5. Місце проведення зварювальних робіт повинно бути розташоване на відстані не менше 10 м від місць збереження вибухонебезпечних речовин і матеріалів, установок (у тому числі газових балонів і газогенераторів).

6. При виконанні зварювання усередині замкнутих чи обмежених приміщеннях перевірити наявність і роботу витяжної вентиляції.

7. Перед зварюванням ємностей, у яких знаходилися пальні рідини, кислоти й інші їдкі речовини, переконатися в тому, що вони очищені, промиті і просушені.

8. Приступати до роботи можна тільки після виконання усіх вимог пожежної безпеки (наявності пожежного інвентарю, захисту спалимих і вибухонебезпечних матеріалів).

Вимоги безпеки під час виконання роботи.

1. Зварник зобов'язаний виконувати тільки ту роботу, з якої проінструктований і допущений майстром чи іншим керівником робіт.

2. Під час роботи бути уважним, не відволікатися і не відволікати інших.

3. Забороняється проведення зварювальних робіт з однієї вертикалі одночасно з монтажем, незалежно від наявності перекриття.

4. Зварнику слід постійно стежити, щоб руки, одяг і взуття були завжди сухими. Невиконання цієї вимоги підвищує небезпеку ураження зварника електричним струмом.

5. Відпрацьовані матеріали (відходи) необхідно збирати в металеві ємності і в міру нагромадження вивозити у відведені місця для збору й утилізації.

6. Після зварювання необхідно переконатися в якості зварювальних швів, які забезпечують з'єднання конструкцій, що монтується, і виключають можливість їх обвалення, зрушення, падіння.

7. Щоб уникнути аварій і нещасливих випадків забороняється:

- виконувати зварювальні роботи при монтажі конструкцій на висоті у відкритих місцях при швидкості вітру 15 м/с і більше, а також при зварюванні конструкцій з великою парусністю - при швидкості вітру 10 м/с і більше;

- виконувати зварювання на відкритому повітрі в грозу, при сильному дощі, тумані, снігопаді.

Вимоги безпеки після закінчення роботи.

1.Після закінчення роботи джерело зварювального струму повинно бути відключене, а рукоятка пункту живлення закрита на замок у положенні “Выкл”. При зварюванні на постійному струмі спочатку відключають ланцюг постійного струму, потім перемінний, що живить двигун установки.

2. Прибрати своє робоче місце.

3. Зібрати інструмент в інвентарний ящик (шафу) чи здати в комору.

4. Перевірити ретельно всі місця, куди могли долетіти іскри і викликати загоряння. Переконатися, що після закінчення роботи не залишилося тліючих предметів (ганчір'я, ізоляційного матеріалу, дерева).

5. Про усі виявлені несправності на робочому місці повідомити відповідальному керівнику робіт для вжиття заходів.

6. Зняти спецодяг, спецвзуття й інші засоби індивідуального захисту і скласти їх в інвентарні шафи для зберігання.

7. Відключити електроенергію, залишити побутове приміщення, закрити на замок, здати ключ охороні (якщо вона є на об'єкті).

Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях.

1.При виникненні на об'єкті небезпечних умов, необхідно вивести з небезпечної зони людей і сповістити про це відповідальному керівнику робіт.

2. При нещасному випадку чи аварії необхідно сповістити про це керівника робіт, що організовує подання першої допомоги потерпілому і приймає рішення про подальші дії працюючих і можливість продовження провадження робіт.

3. Якщо обстановка не загрожує життю і здоров'ю оточуючих працівників і не грозить розширення аварії, необхідно її зберегти такою, якою вона була в момент події.

4. Зварник повинен бути навчений правил подання першої медичної допомоги при травмах, уміти правильно і швидко звільняти людей від дії електричного струму, знати способи виходу з небезпечної зони крокової напруги.

5. При виникненні пожежі на об'єкті необхідно негайно викликати по телефону “01” пожежну частину й організувати його ліквідацію первинними засобами пожежогасіння.

6. Перед гасінням пожежі необхідно відключити лінію електропередачі, щоб не потрапити при гасінні під напругу.



Література

1. Гуменюк І. В, Іваськів О. Ф, Гуменюк О. В. Технологія електродугового зварювання. Київ. Грамота-2006.

2. Гуменюк І. В, Іваськів О. Ф. Обладнання і технологія газозварювальних робіт. Київ. Грамота-2005.

3. Кондартюк С. Є. Металознавство та обробка металів. Київ. Вікторія-2000.

4. Довідник електрозварника. Викорова Л. Є.

5. Основи охорони праці. Київ. Вікторія-2001.