123



Stránky připravuje:

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

Aktualizováno: 10/05/2007

01_2-1 Svařování v ochranných plynech

Pomocí modelu výpočtu vyvinutého na základě metody konečných prvků jsou předpovídány a analyzovány vnitřní pnutí vznikající na ventilech při jejich navařování metodou WIG. Vyšetřována byla pnutí při jednovrstvém a dvouvrstvém navařování kobaltových slitin na válcových symetrických dílcích a sledovány možnosti jejich minimalizace. Cílem byla analýza závislosti vznikajících vnitřních pnutí na teplotě předehřátí a na svařovacích parametrech pomocí numerických výpočtů a experimentálních výsledků. Byl zjištěn souhlas mezi naměřenými a vypočtenými výsledky.

Pomocí obloukových svařovacích procesů s tavnou elektrodou je možno cílenými tepelnými změnami získat kvalitativní a ekonomické výhody. Lze to docílit pomocí zdvojených hořáků a místního induktivního ohřevu. Pro toto dynamické předehřívání v bezprostřední oblasti svaru se pro vybrané materiály analýzovaly procesy při středofrekvenčním indukčním ohřevu a zjišťovaly se souvislosti mezi tvarem induktorů, vzdáleností induktorů, výkonem induktorů, rychlostí a přechodným ohřevem. Pomocí induktoru o výkonu 30 kW je hladina předehřátí dosažitelná jak pro tupé, tak i pro koutové svary se zřetelně měřitelnými výsledky ve vztahu k vnitřní i vnější geometrii spoje i k tvrdosti u kritických materiálů. Byly vyvinuty nové formy induktorů se snadno vyměnitelným příslušenstvím podle způsobu aplikace. Pomocí přesného dávkování energie a dobré reprodukovatelnosti předehřívacích procesů lze ve výrobě dosáhnout konstantní kvalitu.

Bylo zpracováno porovnání mezi MSG-svařováním plochým drátem, svařováním pod tavidlem páskou a MSG-svařováním jedním drátem. Podle hustoty proudu závislé na způsobu se ukazuje, že se jedná o typický MSG-proces. MSG-svařování plochým drátem se používá pro svařování a navařování. Svařují se tak hliníkové materiály ve výrobě automobilů, kolejových vozidel a lodí a dále legované oceli, např. pro výrobu výfuků. Při navařování se jedná o středně a vysokolegované práškové i plné dráty pro různé použití. Pro obě oblasti použití byly zpracovány parametry svařování.

V další práci bylo konstatováno, že oblouk při svařování v ochranných plynech páskovým drátem není srovnatelný s obloukem při svařování pod tavidlem. Při plochém svařovacím drátu o šířce 3,5 až 4,5 mm nevznikne oscilující oblouk. Typický je ale podlouhlý tvar oblouku. Oblast použití zahrnuje hliníkové slitiny, vysoko legované austenitické ocele, nelegované jemnozrnné ocele a tvrdé návary. Používají se jak plné dráty tak i dráty trubičkové. Provozně technické porovnání bylo zaměřeno jednak na navařování pod tavidlem páskovou elektrodou a jednak na MSG-svařování drátem s kruhovým průřezem. Použití páskové elektrody vyžaduje vysoký stupeň mechanizace, který umožňuje vysokou rychlost svařování. Ploché dráty se vyrábějí z normálních s kruhovým průřezem doplňkovým válcováním.

Jsou popsány zkoušky MIG-svařování velmi tenkých hliníkových plechů pomocí střídavého impulzního oblouku. Zkoušky se uskutečnily přednostně s dráty AlSi 12 o průměru 1,2 mm, protože ve srovnání s AlMg-materiály je formování svaru a řízení průvaru obtížnější. Byly svařovány plechy AlMg3 o tloušťce mezi 0,6 a 1,0 mm. Dalším cílem bylo při koutových a přeplátovaných svarech překlenutí spár až do tloušťky plechu bez změny parametrů. Svařované dílce byly přidrženy v poloze PB v přípravku bez odvodu tepla do podložného plechu. Použitý zdroj proudu VARIO MIG 250 W B AC/DC umožňuje nastavit 32 hodnot. Je tedy možno přizpůsobit optimálně elektrické hodnoty, jako jsou výška, šířka a frekvence pulzu svařovacímu procesu. Byly stanoveny hodnoty, které ovlivňují přenos materiálu, pravidelný průběh a tvorbu housenky. Zvětšení podílu negativní složky v základním proudu na elektrodě vede ke snížení příkonu tepla do materiálu. Výsledky ukazují, že impulzní oblouk se střídavým proudem, zejména při tloušťce materiálu pod 1,5 mm, zlepšuje řízení příkonu energie profil průvaru.

Pro svařování hliníku a hliníkových slitin se převážně používají WIG- a MIG-svařování. Jako ochranné plyny se užívají argon, hélium a jejich směsi. Chemické vlastností obou vzácných plynů způsobují celou řadu pozitivních i negativních vlivů na svařovací proces. Na základě velkého množství zkoušek byly vyvinuty "Argon He 11" (1% He) a "Argon He 51" (50% He) jako směsi, které spojují přednosti obou složek a relativně nejvíce minimalizují jejich nevýhody. Podíl hélia je třeba volit podle tloušťky plechu. S oběma směsmi plynů se podařilo při WIG-svařování střídavým proudem přivádět energii v koncentrovaném stavu a současně stabilizovat oblouk. Bylo tak možno získat úzký a hluboký průvar. Při MIG-svařování vede stabilizovaný oblouk k hlubšímu průvaru a k nižší pórovitosti. Jak při MIG- tak i při WIG-svařování se obě směsi v praxi již osvědčily. Jsou vhodné pro použití zejména ve výrobě vozidel, ve výrobě kotlů a nádob, ve stavbě potrubí, zvedacích zařízení a ve výrobě přístrojů. Jejich použití má i ekonomický význam - vlivem vyšší svařovací rychlosti klesají výrobní náklady. Ve srovnání s konvenčními ochrannými plyny mohou úspory činit až 30%.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz