Плазменная сварка проникающей дугой на формирующей подкладке с дозированной подачей присадочной проволоки.

Плазменная сварка проникающей дугой на подкладке с присадкой

Дальнейшее повышение производительности сварочных процессов, при высоком качестве сварных соединений из алюминиевых сплавов, связано с разработкой комбинированных способов предполагающих использование двух и более источников нагрева в зоне сварки. Плазменная сварка плавящимся электродом (плазма-МИГ сварка) в ряду новых сварочных процессов занимает на сегодняшний день особое положение, как один из наиболее перспективных способов сварки и наплавки, сочетающий высочайшую производительность и качество работ [5].

Авторами исследована и разработана гамма различных вариантов ведения этого процесса, обеспечивающая широкий диапазон регулирования процессами плавления и переноса расплавленного металла, глубины проплавления основного металла и скорости сварки [6]. Такими процессами являются: сварка обесточенной проволокой, сварка токоведущей проволокой с различной формой переноса электродного металла. Скорость сварки может меняться от 15-20 м/ч при сварке обесточенной проволокой до 200-300 м/ч, при сварке со струйным и .пароструйным переносом - электродного металла. Разработан способ плазменной сварки плавящимся электродом, погруженной дугой с плавящегося электрода, который обеспечивает полное проплавление при изготовлении конструкций с толщиной свариваемого металла до 14 мм без разделки кромок при высокой скорости сварки. Поперечное сечение швов имеет благоприятную форму.

а

б

в

Ручная плазменная сварка так же может с успехом использоваться при изготовлении и ремонте конструкций из алюминиевых сплавов. Изготовление и ремонт габаритных сварных конструкций (пищевые танки, железнодорожные цистерны, химическое оборудование, кислородные регенераторы и др.) требует наличия мобильного оборудования.. При использовании традиционных технологий трудно обеспечить приемлемое качество монтажных и ремонтных сварных швов на таких конструкциях. Дополнительными трудностями при выполнении работ в монтажных условиях являются: пониженное качество очистки металла под сварку, необходимость высокой мощности в зоне сварки для получения качественного шва, при большой толщине металла и значительных габаритах изделия, обеспечение качественной защиты при работе на открытых площадках. Например, ремонтные сварные швы, выполненные при заварке дефектов, возникших в процессе эксплуатации на кислородном регенераторе (рабочее давление 0,6 МПа) с толщиной стенки 16 мм аргоно-дуговой сваркой неплавящимся электродом (горизонтальный шов на вертикальной стенке) содержат большое количество недопустимых дефектов. Эти дефекты обусловлены малой мощностью источника нагрева, большим количеством проходов, пониженным качеством подготовки металла под сварку. Ручная плазменная сварка обеспечивает получение бездефектных сварных швов металла данной толщины.

Ручная плазменная сварка обеспечивает высокое качество ремонтных работ при восстановлении деталей машин, агрегатов авто- и сельхозтехники и др. Условно, ремонтные работы можно разделить по видам выполняемых работ на две группы. Ремонт корпусных несущих конструкций, получивших повреждения в результате аварийных ситуаций (трещины, сколы, потеря части конструкции и проч.), и восстановление: исходной геометрии деталей, изнашиваемых в процессе эксплуатации. Материалами таких изделий являются, как правило, литейные сплавы, имеющие сложный состав и неудовлетворительную свариваемость при использовании традиционных способов сварки. Ремонт дефектов первой группы плазменной сваркой проводится по следующей технологии: 1 - очистка зоны сварки от загрязнений механическим способом не менее 30 мм в каждую сторону от поврежденных кромок, 2 - выжигание сжатой дугой из зоны дефекта остатков масла, горючего и прочих продуктов, 3 - разделка дефекта (если конструкция несущая), или повторная зачистка если от сварного шва требуется только герметичность, 4 - заварка дефекта. Технологию восстановления изношенных деталей машин можно рассмотреть на примере ремонта корпусов шестеренчатых насосов, Ремонту подвергалось несколько типоразмеров корпусов массой 1 — 5 кг, Материал изделий сплав . АЛ9. Попытка использовать для ремонта традиционные способы сварки- аргонодуговую плавящимся и неплавящимся электродом не дала положительных результатов. Причиной этого явилась повышенная загрязненность восстанавливаемых поверхностей. Очистка зоны наплавки химическим травлением не дала положительных результатов вследствие насыщения металла продуктами перекачки на значительную глубину. В процессе наплавки присадочный металл не сплавлялся с металлом изделия и отсутствовало формирование наплавленного слоя заданной толщины. Удаление перед наплавкой поверхностного слоя на глубину 2 — 3 мм механической -обработкой с последующей наплавкой слоя повышенной толщины снижают экономическую целесообразность ремонта. Попытка выжигания масла из деталей в печи также не дала положительного результата из-за загрязнения поверхностного слоя продуктами сгорания.

Примеры ручной плазменной сварки и наплавки

Применение плазменной наплавки значительно упрощает ремонт корпусов [8]. Мощная катодная очистка металла в процессе сварки позволяет снизить требования к подготовке наплавляемых поверхностей. Механическая очистка металлической щеткой является вполне достаточной для получения качественного ремонтного слоя при плазменной наплавке. Наплавка выполняется ручным способом, т.к. наплавляемые поверхности имеют сложную конфигурацию и небольшую протяженность. При этом обеспечивается высокая, производительность работ. Цикл наплавки составляет 1 — 3 мин. в зависимости от типоразмера корпуса. Предварительный подогрев изделия не требуется. Внутренние дефекты по линии сплавления и в наплавленном слое отсутствуют. Отбракованных деталей после ремонта практически не бывает. Опыт, ремонта и эксплуатации восстановленных деталей в течение 5 лет показал высокие эксплуатационные характеристики ремонтных изделий.

Для выполнения описанных выше работ авторами разработано и успешно используется многоцелевое оборудование для плазменной обработки металлов. Это оборудование представляет собой мобильный блок для сварки цветных металлов и сплавов. Блок может использоваться как для автоматической, так и ручной плазменной сварки на прямой и обратной полярности. Блок позволяет производить сварку конструкций из металла любого профиля толщиной 1 — 30 мм и более, как в цеховых, так и монтажных условиях, исправлять дефекты алюминиевого, магниевого и другого литья и прочее. В состав блока входят плазменные горелки для сварки на прямой и обратной полярности; блок управления.

Основным элементом, дающим преимущества, являются плазмотроны. Благодаря особенностям конструкции и высокой эффективности охлаждения теплонагруженных элементов, плазмотроны обеспечивают надежную работу на прямой и обратной полярности. Плазмотроны сочетают простоту устройства и эксплуатации, малые габариты и массу с высокой мощностью и надежностью. Любой элемент, отработавший ресурс, легко заменяется, что обеспечивает неограниченный ресурс работы плазмотрона. По совокупности технических параметров разработанные плазмотроны аналогов не имеют. Блок может комплектоваться несколькими типоразмерами плазмотронов: диаметр 22 мм, 29 мм, 33 мм, высота 60 — 70 мм, масса 0,16-0,35 кг, сварочный ток 15 — 200 А и 20-400 А. Блок управления обеспечивает работу плазмотронов в сочетании с любым сварочным источником питания постоянного тока с напряжением холостого хода не ниже 65 В. Габариты блока: 170х180х350 мм, масса 7 кг. Блок обеспечивает следующие преимущества: возможность использования неспециализированных сварочных источников для сварки алюминиевых, магниевых титановых и сложнолегированных сплавов; высокое качество и производительность сварки большинства сплавов; высокая надежность оборудования и простота эксплуатации и обслуживания.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: