Zakład Obróbki Cieplnej i Spawalnictwa

Imię i nazwisko:

Paweł Łukaszewicz

Semestr:

III

Wydział:

BMiZ

Kierunek:

ZiIP

Grupa:

ZP3

Temat ćwiczenia: Spawanie w osłonie gazów ochronnych: metoda MIG, MAG i TIG.

Data wykonania ćwiczenia:

18.01.2010 r.

Nazwisko prowadzącego:

dr inż. W. Gęstwa

Ocena:

Ćwiczenie polegało na zapoznaniu się z metodami spawania w osłonie gazów ochronnych. Ćwiczenie praktyczne, polegające na zapoznaniu się z spawaniem metodą MAG, poprzedził wstęp teoretyczny na temat danych metod.

1. METODY SPAWANIA.

Wprowadzenie gazów ochronnych w procesie spawania łukowego korzystnie wpłynęło na jakość łączy spawanych, szczególnie ze stopów metali nieżelaznych (Al i Mg). Metody spawania w osłonie gazów są łatwe do automatyzacji i półautomatyzacji. Stały się wiec przodującymi metodami spawania łukowego. Gazami ochronnymi stosowanymi w tych metodach jest argon, hel, dwutlenek węgla i wodór.

Metody spawania łukowego w ochronie gazów dzieli się na:

- spawanie elektrodą topliwą, w tym MIG i MAG

- spawania elektrodą nietopliwą, w tym TIG

Metoda MAG: jest to spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazów chemicznie aktywnych (Metal Active Gas). Schemat spawania metodą MAG przedstawiono na rysunku poniżej. Istota procesu spawania tą metodą polega na topieniu w łuku elektrycznym drutu, odwijanego z bębna ze stałą prędkością. Wypływający z dyszy gaz osłania końcówkę drutu, łuk elektryczny i jeziorko spawalnicze przed szkodliwym działaniem atmosfery powietrza. Metoda MAG stosowana jest do spawania stali stopowych i metali nieżelaznych.

Metoda MIG: to spawanie łukowe elektrodą topliwą osłonie gazów chemicznie obojętnych (argon, hel), nazwa pochodzi od angielskiego Metal Insert Gas. Schemat spawania metodą MIG jest identyczny jak w przypadku spawania metodą MAG (ten sam rysunek powyżej). Istota procesu spawania polega na topieniu w łuku elektrycznym drutu, odwijanego z bębna ze stałą prędkością. Wypływający z dyszy gaz (Ar, He) osłania końcówkę drutu, łuk elektryczny i jeziorko spawalnicze przed szkodliwym działaniem atmosfery powietrza. Metoda MIG stosowana jest do spawania stali stopowych i metali nieżelaznych.

Na rysunku obok przedstawiono schemat spawania metodami MIG lub MAG: 1 – bęben z nawiniętym drutem elektrodowym, 2 – drut elektrodowy, 3 – kółka podające drut elektrodowy, 4 – tuleja kontaktowa doprowadzająca prąd elektryczny do elektrody, 5 – łuk elektryczny, 6 – materiał spawany, 7 – obudowa palnika plazmowego.

Metoda TIG: spawanie elektrodą nietopliwą (wolframową) w osłonie gazów chemicznie obojętnych (argon, hel). Nazwa pochodzi od skrótu angielskiego określenia Tungstern Insert Gas.

Istota procesu spawania polega na topieniu drutu spawalniczego w łuku elektrycznym, wytworzonym pomiędzy końcówką elektrody wolframowej a materiałem spawanym. Metoda TIG

ma zastosowanie do spawania blach o grubości 1-10 mm ze stali stopowych, a także magnezu, aluminium,

miedzi i ich stopów.

Na rysunku obok przedstawiono schemat spawania metodą TIG. 1 – elektroda wolframowa, 2 – tulejka kontaktowa, 3 – spoiwo (drut elektrodowy).

2. PARAMETRY SPAWANIA.

Podstawowymi parametrami spawania MIG/MAG są:

Rodzaj i natężenie prądu(prędkość podawania drutu), Napięcie łuku, Prędkość spawania, Rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego, Średnica drutu elektrodowego, Długość wolnego wylotu elektrody, Prędkość podawania drutu elektrodowego, Pochylenie złącza lub elektrody.

a) Spawanie prądem stałym z biegunowością dodatnią jest najpowszechniej stosowanym sposobem spawania MIG/MAG. Przy małych natężeniach prądu, elektroda stapia się w osłonie gazów obojętnych grubokroplowo bez rozprysku, natomiast w osłonie CO2 ze znacznym rozpryskiem, nawet do kilkunastu procent. Odrywanie kropli od końca elektrody jest utrudnione, a przenoszenie przez łuk nieosiowe.

b) Spawanie prądem stałym z biegunowością ujemną w osłonie gazów obojętnych i aktywnych umożliwia tylko spawanie z grubokroplowym i nieosiowym przenoszeniem metalu w łuku, bez względu na wielkość natężenia prądu. Rozprysk metalu jest znaczny, a głębokość przetopienia znacznie mniejsza niż przy biegunowości dodatniej; choć wydajność stapiania elektrody jest nawet o 100% wyższa

c) Spawanie prądem przemiennym wymaga użycia źródeł prądu o wysokim napięciu biegu jałowego w celu zapewnienia stabilnego jarzenia się łuku i grubokroplowego przenoszenia metalu w łuku. Gdy prąd przemienny ma biegunowość ujemną, przenoszenie metalu jest utrudnione i występuje rozprysk, natomiast przy biegunowości dodatniej łuk jarzy się stabilnie. Naniesienie powłoki emulsyjnej na elektrodę topliwą zapewnia, podobnie jak przy spawaniu prądem stałym z biegunowością ujemną, stabilne i natryskowe przenoszenie metalu w łuku. Spawanie prądem przemiennym ma niewielkie zastosowanie w przemyśle.

d) Natężenie prądu - jest ściśle powiązane ze zmianą szybkości podawania drutu, która musi być równa prędkości stapiania drutu. Wzrost natężenia prądu powyżej wartości krytycznej, dla danej średnicy elektrody, zmniejsza wielkość kropli, zwiększa częstotliwość ich przejścia i poprawia stabilność łuku.

Przy dużych gęstościach prądu, rzędu 600-700 A/mm2, uzyskuje się najlepsze wyniki spawania, wysoka jest wydajność spawania dochodząca do ponad 20 kg stopiwa na godzinę. Równocześnie duża jest głębokość wtopienia, lecz spawanie ograniczone jest tylko do pozycji podolnej i nabocznej. Przy stałym natężeniu prądu głębokość wtopienia zwiększa się wraz z obniżeniem średnicy elektrody.

e) Napięcie łuku - ściśle zależy od składu gazu ochronnego. Wzrost napięcia łuku sprawia, że wzrasta szerokość ściegu spoiny i obniża się głębokość wtopienia. Nadmierne napięcie łuku prowadzi do powstania rozprysku, porowatości i podtopień lica spoiny. Zbyt niskie napięcie łuku powoduje, że spoiny są porowate i pojawiają się nacieki lica.

f) Prędkość spawania - jest parametrem wynikowym dla danego natężenia prądu i napięcia łuku, przy zachowaniu właściwego kształtu spoiny. Gdy prędkość spawania ma być nawet nieznacznie zmieniona, należy zmienić natężenie prądu lub napięcie łuku w celu utrzymania stałego kształtu spoiny.

3. SCHEMAT STANOWISKA DO SPAWANIA W OSŁONIE CO2 (MAGPOL 400).

1 – prostownik spawalniczy z aparaturąsterowniczą, 2 – podajnik drutu elektrodowego, 3 – butla z CO2, 4 – reduktor z rotametrem, 5 – podgrzewacz gazu, 6 – szpula z drutem elektrodowym, 7 – uchwyt do spawania, 8,9 – przewody spawalnicze, 10 – przewód zasilania podajnika, 11 – przewód doprowadzający CO2, 12 – przedmiot spawany

4. GAZY OCHRONNE.

Gaz ochronny decyduje o sprawności osłony obszaru spawania, ale i o sposobie przenoszenia metalu w łuku, prędkości spawania i kształcie spoiny. Poniżej na rysunkach pokazano zależność między gazem ochronnym a kształtem spoiny i sposobem przechodzenia materiału do spoiny.

5. WNIOSKI.

Metody spawania w osłonie gazów ochronnych różnią się między sobą nieznacznie. O wyborze metody powinien decydować rodzaj materiału spawanego, a także rodzaj połączenia. Wybór gazu ochronnego jest również bardzo ważnym aspektem, gdyż charakteryzuje on kształt

spoiny, a także jakość połączenia spawanego.