123



Stránky připravuje:

Ing. Jaromír Lukášek, CSc.
lukasek@welding.cz

Aktualizováno: 10/05/2007

00_2-1 Svařování v ochranných plynech

Použitím tavidel může WIG-svařování získat nové možnosti. Tavidlo nového typu umožňuje svařovat plechy o tloušťce až 6 mm z duplexních a superduplexních materiálů v jedné vrstvě, přičemž mechanicko-technologické vlastnosti svarového kovu jsou blízké vlastnostem základního materiálu. V jedné práci je hodnoceno WIG-svařování s aktivními tavidly jako možnost zvyšování produktivity. Výrazně je tím možno zvýšit hloubku průvaru. Výzkum byl zaměřen na austenitické a nerezavějící ocele. Vlivy aktivních tavidel na hoření oblouku a na možnosti průvaru jsou hodnoceny v daším článku. Výsledky jsou srovnávány s plasmovým a laserovým svařováním, a dále s elektronovým svařováním při použití aktivních tavidel. Jen WIG-svary ukázaly užší a hlubší průvar.

Bylo popsáno WIG-svařování pláště turbiny z materiálu na bázi niklu. Kromě uvedeného materiálu existují i tavidla pro WIG-svařování ušlechtilých ocelí, uhlíkových ocelí a slitin na bázi mědi a niklu. Za téměř stejných podmínek je možno za pomoci tavidel docílit užší svary při zvýšení hloubky průvaru až o 300 %.

Další práce informuje o výzkumu směřujícím ke snižování nákladů a průběžných časů při MAG-svařování. Jmenovitě se poukazuje na T.I.M.E.- vysokovýkonný proces a na vysokovýkonné svařování podle LINFAST-koncepce, při kterém jsou cíleně použity plyny CO2 a O2 a mohou tak být kontrolovány formy oblouku.

Další možností pro zvyšování výkonu při MAG-svařování je použití více elektrod. Při něm se dva dráty taví pomocí dvou samostatných zdrojů a oddělených kontaktních špiček ve společném hořáku.

Středem pozornosti další práce je spojování tenkých plechů od tloušťky 0,2 mm pomocí MAG-Cop-arc-svařování, při kterém se optimalizací přívodu energie redukuje tepelný příkon. Metoda se vyznačuje bezrozstřikovostí, nepatrnou deformací, hladkým povrchem a dobrými výsledky při svařování v polohách a v kořenu.

Byla vyšetřována vhodnost MIG-svařování impulsním proudem pro automatizované svařování tlakově litého hliníku. Sledován byl zejména vliv svařovací polohy na odplynění tavné lázně. Byla navržena konstrukční pravidla pro tlakově litý hliník a koncepce pro on-line kontrolu kvality.

Široký prostor byl věnován vlivům snížené zemské přitažlivosti na svařovací procesy. Byl popsán problém WIG-svařování trubičkovou elektrodou v kosmickém prostoru. Na bodových svarech plechů a při svařování trubek z legovaných ocelí bylo zjištěno, že proces oblouku a natavování jsou nezávislé na zemské přitažlivosti. Naproti tomu však vytváření spoje je na přitažlivosti závislé. Je popsáno srovnání mezi konvenčním WIG-svařováním a WIG-svařováním trubičkovou elektrodou při nepatrném tlaku okolí. Charakteristickým znakem pro svařování trubičkovou elektrodou je širší a plošší závar, který ukazuje na difusní přívod tepla.

Další práce sleduje vliv přitažlivosti na chování oblouku při WIG-svařování hliníkové slitiny A2219 a dále stříbra. Kromě pokusů při normálním zemském zrychlení byly vykonány pokusy při zrychlení redukovaném faktorem 1:100000. Vliv přitažlivosti na tvar oblouku nebyl při žádném z obou materiálů prokázán.

Byl vyšetřován vliv zvýšené přitažlivosti na velikost tavné lázně a na tvar svarového spoje při svařováni niklu. Pomocí centrifugy, jejíž výložník nesl svařovací komoru, bylo možno docílit zrychlení na úrovni 12g. Při 10g bylo zjištěno snížení poměru hloubka/šířka závaru z 0,351 na 0,174.

Na 23 různých vysoko legovaných ocelích byl při WIG-svařování vyšetřován vliv povrchově aktivních prvků na chování oblouku a na geometrii anodové oblasti. U 12 rozličných ocelí jsou hodnoceny souvislosti mezi obsahem síry, manganu a křemíku a velikostí průvaru a pravidelností WIG-svarů. S růstem podílu síry a manganu stoupá hloubka průvaru. Vyšší obsahy síry vedly k užšímu závaru a k nižší pravidelnosti spoje. Mangan nevykázal žádný vliv na šířku závaru. Žádné ovlivnění nebylo prokázáno ani u křemíku. Bylo sledováno působení hliníku na závar u WIG-svařovaných trubek z legovaných ocelí. S růstem obsahu hliníku byl zjištěn růst šířky a pokles hloubky závaru.

Ovlivňováním mikrostruktury, efektu tvarové paměti a dále pevností Ti-Ni-slitin s tvarovou pamětí v důsledku působení obsahu kyslíku, resp. dusíku v argonu sloužícím při WIG-svařování se blíže zabývá další práce. S rostoucím obsahem kyslíku klesá např. pevnost, podobné účinky má i dusík.

Je popsán optický snímací systém pro simultánní pozorování povrchu i kořene svaru při WIG-svařování slepých spojů. Cílem výzkumu je osvětlení souvislostí mezi geometrií svarové lázně a svařovacími parametry. Jedná se o inteligentní zdvojený vstupní a zdvojený výstupní regulátor s neuronovým Fuzzy-regulátorem a expertním systémem, který slouží pro výzkum vlivu svařovacích parametrů na geometrii svarové lázně při WIG-impulsním svařování tupých spojů.

Jsou popisovány výzkumy závislosti houževnatosti a lomového chování na poloze vzorku. Vzorky byly zhotoveny vícevrstvovým MAG-svařováním. Použita byla metoda platná pro vrubovou houževnatost, přičemž byl zaznamenán značný vliv orientace vrubu. Pro oslabení sklonu k trhlinám za tepla WIG-svarů vysoko pevnostních hliníkových slitin byly vysloveny dvě vysvětlení. Jedním je zvýšení duktility svaru a tepelně ovlivněného pásma, dalším optimalizace termomechanických podmínek během svařovacího procesu. Pomocí FEM-simulace bylo prokázáno oslabení sklonu k trhlinám za tepla ovlivňováním podmínek ochlazování. Pevnost na únavu svarového spoje je možno ovlivňovat tvarem spoje, přičemž bylo zjištěno zvýšení pevnosti na únavu v důsledku opětovaného natavení paty svaru pomocí WIG-oblouku.

Optimalizace MAG-svařování impulsním obloukem pro jemné plechy s taktovou frekvencí až do 100 kHz vyžaduje velký počet parametrů, jejichž registrace je popsána. Pro všechny prakticky používané přídavné materiály mohou být ve zdroji nastaveny tzv. synergické charakteristiky. Zvýšení hospodárnosti MAG-svařování nízkolegovaných ocelí není možno dosáhnout ve všech oblastech použití zvýšením odtavovacího výkonu. Jako dominující uvádějí autoři osobní náklady. Pro různé svařovací polohy jsou uvedeny nejpříznivější způsoby a druhy drátů a plynů.

Další článek se zabývá spojováním hliníkových sendvičových pěnových dílců. Kromě lepení, laserového svařování a mechanického spojování se jako praktická metoda osvědčilo i WIG-svařování.

Jsou představeny přídavné materiály vhodné pro MAG-svařování, a to OK Autrod 12.50 a OK Autrod 12.63 EcoMig. Nepoměděný EcoMig drát má vynikající stabilitu oblouku a prakticky bezrozstřikový proces. U dalšího rovněž nepoměděného je možno hodnotit jeho pozitivní vliv na prostředí.

Svařovací rychlost při WIG-svařování podélných spojů na rourách z nerezavějících ocelí je možno zvýšit uspořádáním několika hořáků za sebou ve směru svařování. Je popsána k tomu nutná technika a fyzikální procesy oblouků.
Další článek pojednává o náhradě dosud v rourách používaných komor při WIG-svařování, a to měděnými podložnými pásy, čímž je možno snížit náklady o 10 až 15 %.

Je uveden přehled vhodných plynů při svařování austenitických chromniklových ocelí, austeniticko-feritických duplexních ocelí a slitin bázi niklu. Je popsán vliv přídavku NO k argonovým a argon-heliovým ochranným plynům. Podíl 0,03 % NO vede při svařování hliníkových slitin ke stabilizaci oblouku a ke snížení tvorby ozonu. V důsledku NO-přídavku do argonu vzrostla hloubka průvaru o 46 %.
Je představena nová koncepce lahví na plyny Integra. Láhve odpovídají normě EN 1089-3. Směsi plynů budou odpovídat požadavkům MAG-, MIG- a WIG-svařování uhlíkových ocelí, nerezavějících ocelí a slitin hliníku.

Další příspěvky se zabývají neobvyklými oblastmi MIG-svařování:
- výrobou ortopedických ohebných kloubů,
- zhotovením bronzové skulptury koně o hmotnosti 16,4 t,
kde bylo 60 odlitků z křemíkového bronzu spojeno MIG- a WIG-svařováním pomocí přídavných materiálů rovněž z křemíkového bronzu.

Jako příklad MAG-svařování koutových svarů je popsán postup zavedení svařovacích robotů. Odchylky v kvalitě svarových spojů jsou vizuelně posouzeny a potřebné úpravy jsou pomocí softwaru Magrob zavedeny do programu robotů. Výpočet optimálních svařovacích parametrů se uskutečňuje pomocí Fuzzy-logiky. Za pomocí neuronové sítě a Fuzzy-řídicích prvků je možno při WIG-svařování kontrolovat a řídit hloubku průvaru. Účinnost systému se vyhodnocuje na návarech na plechu o tloušťce 2 mm z nelegovaného materiálu.
Plná automatizace WIG-procesu je předmětem další práce. Výzkum se zabýval všemi polohami svařování a výsledky jsou platné pro stehovací, kořenové, výplňové a krycí housenky. Pro sledování byl použit laserový sensor. Jsou uvedeny výsledky zkušebních svarů.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz