GTAW veikimas: 7 žingsniai

Pagrindiniai sėkmingo dujų volframo lankinio suvirinimo (GTAW) veikimo etapai yra šie: 1. Elektrodo paruošimas 2. Atsarginės plokštės ir purškimas 3. Lanko inicijavimas 4. Lanko priežiūra 5. Srovės koregavimas su suvirinimu AC 6. Suvirinimo technika 7. Sustabdymas lankas.

# 1 žingsnis. Elektrodo paruošimas:

Tinkamai volframo elektrodo paruošimas yra labai svarbus, jei norima pasiekti tvirtą, švarų ir kokybišką suvirinimą. Elektrodo formos simetrija lemia dujų srauto struktūrą, taigi ir išlydyto metalo apsauginio suvirinimo baseino apsaugos laipsnį. Kai srovė yra maža arba elektrodo skersmuo yra per didelis, lankas eina iš taško į tašką, ypač kai naudojamas DC EN.

Tačiau ši sąlyga gali būti pataisyta, smulkinant elektrodą iki taško. Elektrodo galo kampas yra susijęs su suvirinimo srovės ir suvirinimo medžiagos storiu. Jis svyruoja nuo 30 ° iki 120 °, bet dažniausiai naudojamas 60 ° kampas. Kūgio laipsnis taip pat turi įtakos suvirinimui; mažesnis kampas giliau įsiskverbia ir susiaurina karoliuką.

Paprastai elektrodas yra paruoštas prie rutulio, kurio skersmuo turi būti ne didesnis kaip 1, 5 karto didesnis už elektrodo galo skersmenį. Nors kartais rutulinis galas yra ypač pagamintas 9.5 pav. Pavaizduoto formos ir dydžio elektrodu, iš pradžių sujungiant elektrodą suvirinimo grandinėje su DCEP ir procesas nutraukiamas, kai gaunamas norimo dydžio rutulys, bet tikrasis naudokite elektrodo galą, atsižvelgiant į srovės tipą ir poliškumą, kaip parodyta 9.6 pav. Lydomasis pusrutulio galas yra labiausiai pageidautinas suvirinimui.

Diafragminiai volframo elektrodai nėra lengvai rutuliuoti, todėl jie būtinai turi būti susiaurinti, ypač suvirinant mažomis srovėmis. Jie taip pat užtikrina patikimesnį lanko inicijavimą ir lanko stabilumą su didelėmis srovėmis.

Elektrodų išsikišimą už dujų purkštuko lemia sąnarių konstrukcija ir suvirinimo padėtis, pavyzdžiui, suvirinant žemyn, elektrodas gali būti iki 5 mm virš purkštuko, suvirinimo siūlės yra sunkiau valdomos prieigos taško atžvilgiu, todėl pailginimas gali būti pageidautina iki 6 mm, o kampinio suvirinimo atveju - nuo 1, 5 iki 3 mm. Minimalus elektrodo prailginimas už purkštuko neturėtų būti mažesnis kaip 1, 5 mm, kitaip purkštukas netinkamai įkaista ir, greičiausiai, bus labai pažeistas.

# 2 žingsnis. Atsarginių plokščių atsarginė kopijavimas:

Po to, kai „GTAW“ degiklis yra sumontuotas tinkamai paruošto volframo elektrodo pagalba, tačiau prieš pradedant suvirinimo darbus, būtina išvalyti darbus tinkamai apsaugoti nuo užpakalinės pusės, kad būtų išvengta bet kokio blogo atmosferos dujų poveikio.

Skirtingi metodai naudojami siekiant užtikrinti pakankamą paramą. Vienas iš tokių metodų yra atraminių strypų, tokių kaip anglies juosta, paprastai naudojamas tuo pačiu tikslu, naudojimas oksidacetileno suvirinimo procese. Antrasis pagrindo metodas yra ekranavimo dujų įvedimas ant galinės pusės.

Tai ypač tinka vamzdžių suvirinimui, nors jis gali būti naudojamas plokščiam darbui, nes jis turi atraminį įtaisą su atsargine dujomis, kertančiomis jį, kaip parodyta 9.7 pav. Naudojant srauto pagrindą yra dar vienas metodas apsaugoti suvirinimo galą nuo atmosferos užteršimo. Jei srautas yra įklijuotas ant užpakalinės dalies, jis įjungiamas, gaminant apsaugines dujas, kai temperatūra viršija tam tikrą ribą.

Norint visiškai apsaugoti galinį suvirinimo įtaiso kraštą, jis paprastai nuvalomas su dujų srautu nugaroje panašiu būdu, kaip parodyta 9.7 pav. Dujoms, kurios paprastai naudojamos atsarginėms dujoms, yra inertinės dujos kaip argonas, tačiau kartais azotas gali būti naudojamas kaip nerūdijančio plieno suvirinimo dujos. Vandenilis taip pat gali būti naudojamas ten, kur yra apsaugota sprogimo problema, ir jos absorbcija iš netauriųjų metalų nėra problema. Kai neįmanoma pateikti pagalbinio tvirtinimo įtaiso, skirto dujoms išvalyti arba apsaugoti, alternatyvus metodas yra naudoti oksido-vandenilio liepsną užpakalinėje pusėje. Tai apsaugo apačią saugiai nuo atmosferos ir jos užteršimo.

Žingsnis # 3. Lanko inicijavimas:

Norint vykti lankui, reikalingas reguliarus elektronų srautas. Elektronų emisija volframe yra terminio tipo, todėl būtina padidinti elektrodo galo temperatūrą, kad būtų galima pradėti elektronų emisiją. Avarinio metalo lankinio suvirinimo lanko inicijavimui naudojamas „jutimo ir piešimo“ metodas, be abejo, gali būti naudojamas, tačiau dėl to ypač didelė suvirinimo srovė užteršia volframo elektrodą.

Dėl to sumažėja elektrodo antgalio lydymosi taškas, kuris gali sukelti volframo įtraukimą į suvirinimo metalą, didesnį elektrodo suvartojimą ir nestabilaus lanko nustatymą, todėl tai yra nepageidaujama praktika.

Atsižvelgiant į šiuos apribojimus, „GTAW“ lanko inicijavimas paprastai atliekamas vienu iš šių trijų būdų:

i) anglies bloko ar laužo medžiagos naudojimas, \ t

ii) aukšto dažnio aukštos įtampos tiekimas; \ t

iii) Mažos srovės bandomasis lankas.

Įprasta, kad lanką paliesite liečiant ir piešiant metodą ant anglies bloko. Lankas yra lengvai nustatomas ir trumpą laiką palaikomas, kad sušildytų volframo elektrodą, kad būtų nustatytas terminis išmetimas. Tai paprastai užtrunka kelias sekundes, po to lankas yra lengvai įjungiamas toje vietoje, kur suvirinimas pradedamas nuo ruošinio.

Šis liejimo ir traukimo metodas ne visada yra nepriekaištingas, nes anglies dalelės gali prilipti prie volframo elektrodo, kuris vėliau gali būti perkeltas į ruošinį, dėl kurio suvirintas metalas gali patekti į anglies dvideginį. Volframo karbidas taip pat turi mažesnę lydymosi temperatūrą ir todėl padidina išlydyto sferinio galo dydį.

Tai taip pat sukelia lanką ir padidina lanko atsparumą, kuris sumažina srovės tankį. Kadangi tai yra nepageidaujamos sąlygos, dažnai rekomenduojama pradėti lanką ant darbo medžiagos laužo, kol bus pasiektas reikalingas elektrodo įšilimas, o tada lankas perkeliamas į tašką, kur reikia pradėti suvirinimą.

Aukštos įtampos aukšto dažnio srovė dažnai naudojama kartu su kintamosios srovės maitinimo šaltiniais, kad būtų užtikrintas lengvas lanko inicijavimas nesiliečiant elektrodo prie ruošinio. Kai aukšto dažnio didelės įtampos srovė yra virš normalaus suvirinimo grandinės, ji greitai jonizuoja oro tarpą tarp elektrodo antgalio ir ruošinio, todėl elektronų emisija tampa lengva iš volframo elektrodo.

Aukšto dažnio diapazonas yra nuo 100 KHz iki 2 MHz 3000 - 5000 voltų įtampai. Šis lanko inicijavimo metodas yra labai efektyvus ir švarus ir suteikia ilgą tarnavimo laiką volframo elektrodui. Įjungus ir stabilizuojant lanką, HFHV srovė išjungiama ir pradeda veikti normalus suvirinimo kontūras. 9.3 pav. Parodyta elektros grandinė, skirta HFHV lanko inicijavimo sistemai, ir 9.8 pav. Pavaizduota pagrindinė bangos forma, gauta su tokiu įrenginiu, kad pradėtų ar palaikytų lanką.

Žemos srovės bandomojo lanko sistema yra labai patikimas lanko inicijavimo metodas, kuris gali būti naudojamas su srovės suvirinimo sistema. Bandomasis lankas nustatomas tarp volframo suvirinimo elektrodo ir kito elektrodo (paprastai anodo), esančio GTAW degiklio antgalyje, kaip parodyta 9.9 pav. Pilotas lankas maitinamas nedideliu pagalbiniu maitinimo šaltiniu ir sudaro sąlygas suvirinimo lanko inicijavimui panašiu būdu, kaip ir bandomasis lankas, naudojamas dujų viryklės apšvietimui. Bandomasis lankas gali būti pradėtas naudoti nulio metodu arba aukšto dažnio energija.

Žingsnis # 4. Lanko priežiūra:

Stabilaus lanko priežiūra yra būtina norint gauti nuoseklius ir geros kokybės suvirinimo siūlus. Tai gali būti ne didelė problema nuolatinės srovės lanku, bet suvirinimo metu lanko įtampa ir suvirinimo srovė pasiekia nulinį dydį kas pusę ciklo. Taigi, esant normaliam 50 Hz maitinimui, lankas išjungia 100 kartų per sekundę, o tai gali sukelti lanko pertraukimą, jei nebus imtasi tinkamų priemonių jos stabilumui palaikyti.

Tai paprastai atliekama vienu iš šių trijų metodų:

i) suvirinimo transformatoriaus aukšta atvirosios grandinės įtampa, \ t

ii) aukšto dažnio aukštos įtampos nustatymas pagrindiniame suvirinimo kontūre;

iii) Aukštos įtampos padidėjimas.

Pirmuoju metodu transformatorius yra suprojektuotas taip, kad suteiktų pakankamai aukštą OCV ir mažą elektros inerciją, kad padėtų iš naujo atkurti lanką iškart po dabartinės nulinės pauzės. Teigiamo pusės ciklo metu elektrodas veikia karščiau, todėl neigiamo pusinio ciklo metu nereikia didelio OCV, nes lankas iš karto užsidega pasikeitus nuo teigiamo iki neigiamo pusės ciklo, bet neigiamo ir teigiamo pusės ciklo keitimo metu elektrodas yra aušintuvas ir todėl vėluoja uždegimas, dėl kurio susidaro nulinė pertrauka, ir šis reiškinys yra žinomas kaip dalinis ištaisymas.

Esamos nulinės pertraukos metu įtampa pereina į lempą, kaip parodyta 9.10 pav. Taigi, lankas yra pakankamai gerai, kai OCV yra pakankamai aukštas; tai sukelia gerai prižiūrimą lanką. Šis suvirinimo lanko išlaikymo metodas taip pat vadinamas savarankiškai užsidegimu.

Savęs pakartotinis uždegimas, nors ir paprastas, turi savo trūkumų, nes OCV yra linkęs būti aukštas, kuris paprastai artėja prie 100 voltų ir lemia mažą galios koeficientą (ty V _lanką / OCV). Siekiant didesnio patikimumo, pakartotinis užsiliepsnojimas dažnai papildomas teikiant aukšto dažnio kibirkštinį įtaisą, kuris valdomas iš OCV ir tampa neveikiantis, kai įtampa nukrenta iki normalaus lanko darbinės įtampos. Šis išjungimas taip pat apriboja radijo trukdžių trukmę.

Jei HFHV įrenginys yra įmontuotas į suvirinimo kontūrą nuolatiniam naudojimui, jis gali būti naudojamas ne tik lanko inicijavimui, bet ir lanko priežiūrai. Norint atlikti pakartotinį uždegimą, kibirkštys išleidžiamos per lanko tarpą ir suteikia jonizuotą srovės srautą pagrindiniame suvirinimo kontūre. Šiek tiek žemesnės atvirosios grandinės įtampos reikalingos su aukšto dažnio įrenginiu ir dėl to atitinkamai padidėja galios koeficientas.

Aukšto dažnio kibirkštinis blokas susideda iš kondensatoriaus, kurį įkrauna aukštos įtampos transformatorius, kuris išleidžiamas per kibirkštinį tarpą. Taip valdoma, kad suvirinimo galios įtampa viršija kibirkštinio tarpo gedimo įtampą ir yra sukonstruota įvykti per tą laikotarpį, kai suvirinimo srovė eina per dabartinę nulio pauzę (žr. 9.8 pav.). Paprastai jis apima du trečdalius kiekvienos pusės ciklo. Dėl ciklinio jo veikimo pobūdžio jis negali užtikrinti momentinio lankinio pakartotinio uždegimo, todėl iš dalies ištaisoma.

Trečiuoju lankinio pakartotinio uždegimo metodu įtampos padidėjimas įjungiamas į elektros grandinę, kad būtų tiekiama maksimali įtampa, reikalinga pakartotiniam uždegimui. Tai pasiekiama išleidžiant kondensatorių per elektros srovės grandinės valdomą jungiklį numatytu momentu. Jei lankas išnyksta neigiamo pusinio ciklo pabaigoje, pradeda vystytis įtampos atkūrimo smailė ir degina dujų išleidimo vožtuvą, kuris savo ruožtu išleidžia kondensatorių, kad iš naujo uždegtų lanką. Šiuo atveju pakartotinis uždegimas yra momentinis ir taip pašalinama galimybė iš dalies ištaisyti HFHV metodą.

Kadangi transformatoriui nereikia tiekti didžiausios OCV, sistemos galios koeficientas gali būti patobulintas naudojant žemą OCV transformatorių. Uždegimo įtaka gali būti atlikta naudojant 50 voltų vidurkį; taip jis taip pat gali pagerinti eksploatavimo saugumą. Sistema veikia trumpai ir automatiškai išsijungia, kai lankas vėl užsidega.

Laikmačio įtampos padidėjimas gali išlaikyti tik lanką, jis negali inicijuoti jos nuo šalčio ar visada po momentinio išnykimo. Srauto inžektoriaus ir jo veikimo schema pavaizduota 9.11 pav.

# 5 veiksmas. Dabartinis koregavimas naudojant AC suvirinimą:

Kai GTAW suformuoja stabilią lanką, volframo elektrodas įkaitinamas iki daug aukštesnės temperatūros nei suvirinto metalo temperatūra. Tai lemia skirtingus elektrodo ir ruošinio gebėjimus skleisti elektronus; elektrodas yra karštesnis, skleidžia elektronus daug lengviau nei ruošinys. Dėl to skiriasi atsparumas srovės srautui, kuris linkęs generuoti nesubalansuotą kintamąjį, parodytą 9.12 pav.

Kadangi elektrodas yra teigiamas, reikia didesnės įtampos, todėl sumažėja srovės srautas, kuris sukelia dalinį ištaisymą. Šis dalinis ištaisymas taip pat žinomas kaip būdingas pataisymas ir rezultatai d. c) srovės komponentas, kuris linkęs prisotinti transformatorių, dėl kurio jis sumažėja iki 30%. Ši padėtis dar labiau išryškėja dėl dabartinių nulinių pertraukų.

Nepageidaujamas savaiminio ištaisymo poveikis gali būti koreguojamas įterpiant grįžtamuosius elektrolitinius kondensatorius, kurie gali suteikti iki 100 pF / A galios grandinėje, kaip parodyta 9.13 pav. Dėl to ant šių kondensatorių paliekamas įkrovimas, kai elektrodas yra neigiamas ir dėl to elektrodas yra teigiamas.

Tačiau šio kondensatoriaus banko vaidmuo grįžtamas lanko inicijavimo metu, kai lankas nepavyksta neigiamo srovės ciklo metu. Taigi jis sukelia atvirkštinį ištaisymą, kuris palieka atvirkštinio poliškumo įkrovą tam, kuriam jis įdedamas į grandinę. Todėl jis prieštarauja lanko inicijavimui. Tam, kad būtų užkirstas kelias, lanko inicijavimo metu išjungiamas kondensatorius.

Kai naudojamas aukšto dažnio AC, lengva pradėti GTAW lanką ir, jei HF įrenginys yra naudojamas reguliariai, nei lanko priežiūra, taip pat nėra problemos. Tokiu atveju suvirinimo transformatorius yra suprojektuotas taip, kad volframo elektrodą atvėsintų ir užtikrintų reikiamą šilumos balansą, modifikuodamas teigiamus ir neigiamus pusės ciklus, kad gautų norimą rezultatą. Šiuo tikslu teigiamas ir neigiamas pusinio ciklo santykis gali būti 1: 20 ir gali būti bet kokios norimos konfigūracijos, kaip parodyta 9.14 pav.

# 6. Suvirinimo technika:

GTAW naudojami tiek rankiniu, tiek mechanizuotu režimu. Rankiniam suvirinimui, pradėjus lanką, suvirinimo degiklis laikomas nuo 70 ° iki 80 ° kampu priešakinio suvirinimo padėtyje. Mechanizuotam „GTAW“ suvirinimo degiklis paprastai laikomas statmenai ruošiniui.

Norėdami pradėti rankinį suvirinimą, lankas perkeliamas į mažą apskritimą, kad būtų sukurtas tinkamo dydžio suvirinimo baseinas. Kai pradiniame taške nustatomas pageidaujamo dydžio suvirinimo baseinas, suvirinimas atliekamas perjungiant degiklį prie suvirinimo jungties norimu suvirinimo greičiu. Išlydyto metalo kietėjimas suteikia norimą suvirinimo granulių formą ir pasiekiamas suvirinimas.

Pildymo metalo papildymas ar nebuvimas GTAW priklauso nuo darbinio gabalo storio ir sujungimo. Kai rankiniu būdu suvirinimo metu reikia pridėti pripildymo metalo, jis atliekamas užpildant švirkštą rankiniu būdu prie pagrindinio suvirinimo baseino galo.

Suvirinimo degiklis ir užpildymo strypas sklandžiai judinami išilgai jungčių kraštų, kad būtų išlaikytas nuoseklus suvirinimo baseinas. Užtikrinama, kad apsauginis dujų sluoksnis būtų palaikomas virš lydyto metalo, kol jis sukietėja, o užpildo strypo karštas galas taip pat yra apsauginio dujų voke, kad būtų išvengta oksidacijos.

Priimami įvairūs užpildų medžiagos įleidimo į suvirinimo baseiną metodai. Labiausiai rekomenduojama plonajai medžiagai yra ta, kurioje užpildo strypas yra laikomas 15 ° į ruošinio paviršių prieš degiklį ir jis pakartotinai pridedamas prie suvirinimo baseino, kaip parodyta 9.15 pav. Antruoju metodu užpildo viela yra laikoma nuo ruošinio išilgai suvirinimo siūlės ir išlydoma kartu su jungtimi. Dideliam suvirinimui užpildo viela nuolat tiekiama į suvirinimo baseiną; tiek degiklis, tiek užpildymo laidas yra virpesiai, tačiau priešinga kryptimi. Automatiniame GTAW užpildymo viela mechaniškai tiekiama per kreiptuvą į suvirinimo baseiną vienodu greičiu.

Geros skverbties požiūriu GTAW geriausiai tinka tinkamas sutvirtinimas, suvirinimo kokybė ir ekonomiškumas, žemyn arba lygus suvirinimas. Tačiau geras įsiskverbimas gali būti pasiektas ir vertikaliai suvirinant. GTAW degiklis paprastai laikomas 75 ° kampu iki ruošinio suvirinimo padėkloje tiek žemyn, tiek vertikaliai virinant viršuje. Vertikalus suvirinimas žemyn paprastai nėra patenkinamas; metalas gali užsikimšti, o skverbimosi stoka dažnai būna.

Dažnai naudojamas mechanizuotas GTAW ir dažnai jungtys yra suprojektuotos taip, kad nereikėtų užpildyti vielos. Tačiau, jei reikia, reikiamo dydžio gręžimo viela įkišama į suvirinimo baseiną iš ritės. Mechanizuoti įrenginiai dažnai naudoja lanko ilgio valdymo įtaisus, kuriems GTAW degiklis yra pritvirtintas ant tiesios pavaros, o degiklio judėjimas palei jį grindžiamas grįžtamuoju ryšiu, susijusiu su lanko įtampos pokyčiu.

Šis prietaisas yra labai naudingas norint išlaikyti nuoseklią lanko ilgį ir tokiu būdu galima lengvai pašalinti suvirinimo geometrijos pokyčius dėl nedidelio ruošinio kontūro keitimo. Tačiau jis taip pat naudojamas vamzdžių linijų automatiniame GTAW, kur jis automatiškai reguliuoja lanko ilgį perjungdamas degiklio padėtį kiekvieną kartą, kai ratas užbaigiamas daugialypiu apskritimo suvirinimu. Tai užtikrina, kad lanko įtampa ir suvirinimo srovė išliks nuoseklios suvirinimo kokybės nuoseklumo.

Žingsnis # 7. Lanko sustabdymas:

Lankas turi būti užgesintas suvirinimo proceso pabaigoje, o tai turi būti atliekama palaipsniui, o ne staiga. Staigus suvirinimo sustabdymas gali sukelti defektus, pvz., Centrinius vamzdžius ir letes. Šie defektai gali sukelti sandarumą, ypač tuos, kurie skirti naudoti vakuume arba esant slėgiui.

Todėl įprastas lanko sustabdymo metodas yra suvirinimo greičio sumažinimas ir degiklio palaipsniui ištraukimas, kol krateris bus visiškai užpildytas. Suvirinimo metu taip pat išnyksta lankas, pailginant jį, o tai padidina įtampą ir sumažina srovę tokiu būdu, kuris priklauso nuo suvirinimo energijos šaltinio charakteristikų.

Mechanizuoto suvirinimo metu galinis krateris sumažinamas didinant suvirinimo greitį prieš išjungiant. Kraterinis vamzdis taip pat gali būti pašalintas mažinant srovę palaipsniui prieš sustabdymą, naudojant prietaisą, vadinamą kraterio užpildu.

Visais šiais atvejais suvirinimo kontūras yra suprojektuotas taip, kad įjungtų ekranavimo dujas prieš suvirinimo grandinės srovę ir tuo metu, kai degiklis išjungiamas, srovės srautas nedelsiant sustoja, tačiau apsauginis dujų srautas palaikomas per kelias sekundes, kad būtų užtikrintas karšto kietėjimo suvirinimo metalo apsauga. Tai pasiekiama užtikrinant grandinės vožtuvus.