Меню

Tig сварка трубы малого диаметра приспособление

Приспособления для сварки

Досадно бывает, когда после тщательной выверки и установки элементов в нужное положение, собранная с таким старанием конструкция разваливается от прикосновения электрода, и нужно собирать все сначала. Еще хуже, когда элемент приваривается, но не в том положении, которое требуется — незаметно сдвинулся или деформировался после остывания металла. Использование универсальных и специализированных приспособлений для сварки помогает сберечь время и получить качественное изделие на выходе.

Существует множество различных устройств и механизмов, предназначенных для сварочных работ. В промышленности, где имеют дело с серийным и массовым производством, используется специализированное механизированное и автоматизированное оборудование — транспортные устройства, механизмы для укладки и кантовки изделий, технологические сборочные приспособления и пр. В домашних условиях используются, как правило, ручные сварочные приспособления универсального действия, позволяющие осуществить быструю сборку конструкции, надежно закрепить все элементы в нужном положении и добиться минимальной деформации детали.

Основные виды сборочно-сварочных приспособлений

Установочные приспособления. Установочные приспособления предназначены для установки детали в нужное положение — точно в такое, в котором она будет находиться в готовом изделии. По функциям и конструктивному исполнению они подразделяются на упоры, угольники, призмы, шаблоны.

Упоры служат для фиксации деталей по базовым поверхностям и могут быть постоянными, съемными или откидными (отводными, поворотными). Постоянные упоры, представляющие собой чаще всего обычные пластины или бруски, привариваются или привинчиваются к основанию. Съемные или откидные упоры ставят тогда, когда их постоянное присутствие в детали конструктивно недопустимо.

Угольники служат для установки деталей под определенным (90°, 60°, 30°, 45°) углом друг к другу. Удобны в использовании угольники, грани которых выполнены поворотными и позволяют установить любой необходимый угол межу ними.

Призмы применяются для фиксации в определенном положении цилиндрических изделий. В качестве призмы с успехом может использоваться простейшая конструкция, сваренная из уголков. Шаблоны предназначены для установки элементов сварной конструкции в заданном положении по отношению к другим, ранее установленным деталям.

Закрепляющие приспособления. С помощью закрепляющих сварочных приспособлений детали после установки в нужное положение прочно закрепляют с целью недопущения их случайного сдвига или деформации после охлаждения. К закрепляющим устройствам относятся струбцины, зажимы, прижимы, стяжки, распорки.

Струбцина — универсальный инструмент, используемый практически при любой работе с металлом. Для сварщика она — первое по важности приспособление, обойтись без которого если и можно, то только ценой крайнего неудобства и в ущерб производительности. Струбцины для сварки могут иметь самые разные формы и размеры, быть с постоянным размером зева и регулируемым. Особенно удобны быстрозажимные струбцины, в которых зажим происходит с помощью кулачкового механизма. Вообще, сварщику желательно иметь набор самых разных струбцин, поскольку для сборки одной конструкции их может понадобиться несколько — различных размеров и конфигураций.

Зажимы для сварки отличаются от струбцин удобством в работе и большей приспособленностью к сварочным работам. Фиксация детали производится сжатием их ручек. Необходимые размеры зева устанавливаются с помощью винта в ручке зажима, перестановкой штифта в другое отверстие, или другим способом.

Прижимы по принципу действия подразделяются на винтовые, клиновые, эксцентриковые, пружинные, рычажные. Из всех прижимных устройств винтовые прижимы — самые распространенные. Простейший вид самодельного винтового прижима представляет собой обычный болт с гайкой, продетый в отверстия двух пластин, с помощью которых зажимаются помещенные между ними детали.

В клиновых прижимах зажим деталей осуществляется с помощью клиньев, проушин, подкладок и молотка.

Зажимные скобы представляют собой кусок листа с пазом в форме клина.

Пружинная скоба прижимает деталь благодаря наличию упругой деформации. Она выполняется из полоски листового материала или проволоки, изготовленных из пружинных сталей.

В эксцентриковых прижимах зажим детали осуществляется с помощью кулачка (1), укрепленного на рычаге (2) при повороте эксцентрика (3) рукояткой (4). Эти устройства удобны тем, что зажим производится одним движением, однако к их недостаткам относится относительно небольшой рабочий ход кулачка, из-за чего используются они гораздо реже, чем винтовые прижимы.

Стяжки применяются для сближения кромок свариваемых габаритных деталей до заданного расстояния. Их длина и способ крепления к конструкции может быть самым различным, в зависимости от стоящей перед ними задачи.

Распорки позволяют выравнивать кромки собираемых деталей, придавать деталям нужную форму, исправлять местные дефекты.

Многие из вышеперечисленных сварочных приспособлений нетрудно сделать самому, придав им те размеры и формы, которые соответствуют наиболее часто выполняемой работе.

Установочно-закрепляющие приспособления

Простое приспособление для фиксации деталей под прямым углом легко сделать своими руками. Для этого потребуется два отрезка уголка, отрезок полосы, две струбцины, угольник и сварочный аппарат.

Отрезанные на нужную длину уголки и полоса (размеры можно увидеть на фото, шкала дюймовая) фиксируются струбцинами, с использованием угольника.

После фиксации и проверки правильности положения уголков, уголки прихватываются к полосе в четырех точках. Если сразу сделать длинный шов или точки будут слишком большие, то конструкцию поведет.

Далее струбцины и угольник снимаются, чтобы их не повредить при последующей сварке, и уголки привариваются более надежным швом, чередуя короткие швы с разных сторон, чтобы конструкцию не повело. Затем прижимаются струбцины и привариваются в нескольких точках. Хотя струбцины можно и не приваривать.

Читайте также:  Как устранить дым из выхлопной трубы дизеля

Приспособления для сварки труб

На фото ниже представлен звенный центратор, использующийся для сварки труб большого диаметра. Он состоит из нескольких звеньев, шарнирно соединенных между собой и образующих замкнутый контур. Свариваемые торцы труб, помещенные внутрь устройства, опираются на упоры, которые центрируют их друг относительно друга.

В домашней мастерской более полезными окажутся центраторы-струбцины, предназначенные для сварки труб меньшего диаметра. Например, центратор-струбцина модели СМ151 (на рисунке ниже слева) предназначен для труб диаметром 57-159 мм, а центратор-струбцина модели ЦС3 (справа) — для труб диаметром от 10 до 70 мм.

Вообще-то, обеспечение соосности труб небольшого диаметра не является такой уж сложной задачей. Вполне можно обойтись и без покупки специализированного инструмента, воспользовавшись простым самодельным устройством для сварки труб, состоящим из уголков и приваренных к ним стурбцин.

Уголки необязательно приваривать к струбцине (например, если струбцина только одна), можно просто сточить у уголков угол в месте упора струбцины.

Приспособления с магнитами

Магнитные угольники. Устройства этого типа распространены очень широко. Производится большое количество всевозможных магнитных угольников, различающихся формой, наличием или отсутствием дополнительных крепежных деталей и возможностью или невозможностью изменения угла. С их помощью очень удобно соединять под нужным углом листовые детали, рамные конструкции, стойки и т.п.

Универсальные магнитные приспособления. Кроме угольников есть и другие магнитные устройства, обладающие гораздо большей функциональность и универсальностью. Насколько удобно и легко с ними работать, можно понять, познакомившись поближе с приспособлением, носящим название MagTab (Strong Hand Tools).

Устройство состоит из двух опорных плоскостей (1) с встроенными магнитами. Угол между ними может меняться в зависимости от того, к какому по форме основанию их предстоит крепить. Это может быть цилиндрическая поверхность, плоскость или угол. Кроме опорных, имеются еще две плоскости (2), к которым крепятся детали, которые необходимо приварить к основанию. Они расположены под углом 90° друг к другу и имеют степень свободы по отношению к опорной поверхности, благодаря чему привариваемые детали можно смещать относительно основания. Известно, сколько времени и старания при сварке требует иногда установка и закрепление неудобной и неустойчивой детали в нужном месте. Применение устройства, подобного MagTab (Strong Hand Tools) позволяет быстро и легко приварить к различному по форме основанию любую деталь. Достаточно установить приспособление на основание и приложить привариваемый элемент в нужном месте к одной из двух его крепежных поверхностей. Сила магнита обеспечивает достаточную прочность крепления детали и ее неподвижность во время сварки.

Приспособления сборочно-сварочные магнитного действия очень удобны. Они позволяют в несколько раз сократить время на сборку конструкций и обеспечить их должное качество. Простые, удобные в использовании и относительно недорогие они наравне со струбцинами и зажимами, заслуживают того, чтобы находиться в домашней мастерской. Раздобыв постоянные магниты или сделав электромагнит, подобные приспособления можно сделать своими руками. Только важно помнить, что под воздействием высоких температур (некоторые магниты — под воздействием не очень высоких температур) постоянные магниты размагничиваются.

Газовые линзы

Чтобы убрать турбулентность и сделать поток аргона ламинарным (линейным), применяют газовые линзы — корпуса цанговых зажимов особой конструкции (с мелкой сеткой внутри), обеспечивающие ламинарность течения газа. Газовая линза устанавливается вместо стандартного цангового зажима. Вместе с ней меняется и сопло горелки, поскольку линза имеет увеличенные размеры.

Применение газовых линз признается целесообразным в тех случаях, когда требуется обеспечить лучшую газовую защиту из-за особых свойств материала (например, в случаи титана) или конфигурации свариваемых изделий. Их использование позволяет также выдвигать электрод больше обычного, что иногда является необходимым.

Вместе с тем газовые линзы имеют и недостатки. В частности, при их применении требуется больший расход газа. Увеличенный размер сопла несколько ухудшает обзор зоны сварки.

Приспособления для вторичной защиты при аргонодуговой сварке

В качестве основного устройства для вторичной защиты используется металлический кожух («сапожок»), прикрепляемый к соплу горелки и обеспечивающий подачу газа на область шва. Чтобы «сапожок» качественно исполнял свое предназначение, его форма должна соответствовать конфигурации свариваемого изделия и параметрам горелки. Его часто изготавливают самостоятельно или заказывают под конкретную горелку и работу. Для равномерной подачи газа на защищаемую поверхность, устройство может заполняться каким-нибудь пористым наполнителем, в частности, алюминиевой стружкой.

В виде модификаций устройств для сварки, обеспечивающих вторичную защиту, используются также гибкие фартуки, которые исполняют ту же роль, что и «сапожок», но в отличие от последнего обладают гибкостью, позволяющей им огибать цилиндрические конструкции. Подобные приспособления порой делают из медной фольги достаточной толщины.

Источник

Аргонная TIG сварка

Аббревиатура TIG расшифровывается как Tungsten (вольфрам) Inert (инертный) Gas (газ). То есть, TIG сварка означает — сварка вольфрамовыми электродами в среде инертного газа. При этом металл (в виде прутка) для заполнения шва (если это необходимо) подается второй рукой. В качестве инертного газа чаще используется аргон, он защищает металл, разогретый дугой до высокой температуры, от газов воздуха — кислорода, азота, водяного пара. Инертный газ непрерывно подается в зону горения дуги. Выглядит это так:

Читайте также:  Почему вода цветет в трубах

Реже используется гелий, из-за высокой стоимости и большего расхода (из-за меньшей плотности). Однако, при одном и том же значении тока, дуга в гелии выделяет в 1,5-2 раза больше энергии, чем в аргоне. Это способствует более глубокому проплавлению металла и значительно повышает скорость сварки. Поэтому при сварке тугоплавких металлов отдают предпочтение гелию. Смесь аргона и гелия (оптимальный состав содержит 35-40% аргона и 60-65% гелия) имеет преимущества обоих газов: аргон обеспечивает стабильность дуги, гелий — высокую степень проплавления.

Преимущества

  • TIG сварка отличается чистым, аккуратным и точным сварным швом.
  • TIG сваркой можно сваривать больше металлов чем любым другим способом сварки. Качественно свариваются коррозионностойкая сталь, алюминий, магний, медь, бронза и др.
  • TIG сварка позволяет лучше контролировать сварочную ванну и весь процесс в целом, что позволяет делать аккуратные и точные швы. В процессе сварки нет искр и брызг (если все делается правильно), т.к. присадочный металл подается без избытка. На шве нет шлака, а воздух не задымляется, как при сварке покрытыми электродами.

Выбор и заточка вольфрамовых электродов

Как понятно из названия, вольфрамовые электроды делаются из вольфрама, которого в них 97-99,5%. При этом, в зависимости от условий использования, применяются различные добавки. Вольфрам имеет очень высокую температуру плавления (3380°C), самую высокую из металлов. Поэтому, сделанные из него электроды способны относительно успешно противостоять высокой температуре дуги.

Тип вольфрамового электрода, состав, маркировка Характеристика
Вольфрамовые электроды без специальных добавок

Вольфрама не менее 99,5%, остальное примеси

WP (зеленый)

Чистый вольфрам характеризуется очень высокой энергией, необходимой для выхода электрона из атома, вследствие чего зажигать дугу сложнее, чем с легированными электродами. Кроме того, из-за высокой энергии выхода электрона, температура на кончике выше, что приводит к короткому сроку службы электрода. Эти электроды используются только для сварки переменным током, однако лучше их вообще не использовать .
Вольфрамовые электроды легированные оксидом тория

WT-20* (красный)

Долгое время торированные электроды были наиболее часто используемыми, и поэтому превратились в стандарт, который используется для сравнения других вольфрамовых электродов. Однако, поскольку торий является радиоактивным, многие пользователи перешли к другим альтернативам (когда они появились). Торий не вредит здоровью находясь в электроде, но опасна пыль, образующаяся при заточке, которая может попасть в легкие или открытые раны. Торий выделяется в воздух и при сварке, но в значительно меньшем количестве. Поэтому следует принимать меры предосторожности при заточке и сварке. Несмотря на эти проблемы, торированные электроды по-прежнему часто используются. Они имеет низкую энергию выхода электрона, и главное, хорошо работают при перегруженности по току . Эти электроды используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом церия

WC-20* (серый)

Эти электроды особенно хороши для сварки постоянным током с низкой силой тока, потому что они очень легко зажигают дугу и, как правило, не могут работать при таких же высоких токах как торированные электроды. Хороши для коротких циклов сварки . В частности, они широко используется для сварки очень мелких деталей. Используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана

WL-20* (синий)

Имеют низкую энергию выхода электрона и самую низкую температуру на кончике, что способствует увеличению срока службы. Если не перегружать электрод по току, он может прослужить дольше, чем торированный электрод . Но не может работать при таких же высоких токах как торированный электрод. Используется для сварки постоянным током, а также будет показывать хорошие результаты с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом циркония

WZ-8 (белый)

Этот материал является наиболее часто используемым при сварке переменным током , потому что имеет более стабильную дугу, чем чистый вольфрам. Хорошо препятствуют загрязнению ванны при переменном токе. Ни при каких обстоятельствах не рекомендуются для сварки постоянным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом иттрия

WY-20* (темно-синий)

Стойко выдерживают большие токи не загрязняя металл шва вольфрамом. Используются для сварки особо ответственных соединений постоянным током.
Другие варианты Существуют и другие, менее распространенные электроды, например со смесью различных оксидов.

* — цифра в маркировке обозначает концентрацию оксида, и есть электроды с меньшими концентрациями, например WL-15 (золотистый), содержащий около 1,5% оксида лантана. Они имеют и другой цветовой код.

Даже если два электрода относятся к одному типу и имеют одинаковую концентрацию легирующей добавки, но произведены разными фирмами, они могут заметно отличаться в работе. Большое значение имеет размер зерна, структура и распределение оксида. Поэтому аккуратнее выбирайте производителя.

Металл Толщина металла, мм Диаметр электрода, мм
Цветные металлы 1 1,6
2 2
4 3
5-6 4
7 и более 5
Углеродистые, конструкционные и нержавеющие стали, жаропрочные сплавы 0,5 1
1 1,6
2 2
3 3
4 4
5 и более 6

Большое значение имеет заточка электрода, причем со временем электроды деформируются и заточку нужно обновлять. При сварке постоянным током используется конусовидная заточка, при переменном токе делается округлый кончик.

Длина заточки влияет на глубину и ширину шва при сварке, её размер около 2-0,5 диаметра электрода. Ширина зоны проплавления уменьшается с увеличением длины заточки, а при малой длине заточки заметно снижается глубина проплавления. На стабильность дуги также влияют риски, образующиеся при заточке. Для стабильного горения дуги риски должны располагаться строго вдоль оси электрода, а их величина должна быть минимальной. Наилучшим вариантом является полировка электрода после его заточки. Также на горение дуги влияет притупление на кончике. Диаметр притупления выбирается в зависимости от диаметра электрода и величины сварочного тока.

Выполнение TIG сварки

Большинство металлов сваривается постоянным током прямой полярности (на электроде минус). Сварку алюминия и его сплавов, магния, медных сплавов со значительным содержанием алюминия (например, алюминиевая бронза) выполняют переменным током.

Сварочный ток выбирается в соответствии с диаметром электрода. Величина тока зависит также от рода тока. В таблице представлены ориентировочные значения силы тока (при использовании аргона), последнее слово за производителем выбранного электрода. Если ориентироваться на нижнюю границу, то при слишком малой силе тока дуга будет блуждать, и нужно просто увеличить силу тока (при условии правильной заточки электрода).

Диаметр электрода, мм Постоянный ток прямой полярности, А Переменный ток, А
1 10-70 10-15
1,6 40-130 30-90
2 65-160 50-100
3 140-180 100-160
4 250-340 140-220
5 300-400 200-280
6 350-450 250-300

Если сила тока будет чрезмерной для данного диаметра электрода, то электрод расплавится. Если слишком маленькой, то дуга будет нестабильной.

Напряжение на дуге зависит от её длины. Рекомендуется вести сварку на минимально короткой дуге, что соответствует пониженным напряжениям на ней. При повышении длины увеличивается ширина шва, уменьшается глубина проплавления и ухудшается защита зоны сварки. Оптимальная длина дуги составляет 1,5-3 мм, что соответствует напряжению на дуге 11-14В (напряжение холостого хода около 50-70В).

Вылет кончика электрода при сварке стыковых соединений должен быть 3-5 мм, а угловых и тавровых 5-8 мм.

Истечение газа по всему сечению сопла должно быть равномерным. Для этого внутри горелки устанавливаются газовые линзы, которые поддерживают ламинарный поток. При ветре или сквозняке эффективность защиты определяется жесткостью струи газа и ее размером.

Жесткость струи зависит от газа (аргон, гелий, их смесь) и растет с увеличением скорости его истечения. Поэтому при увеличении диаметра сопла необходимо одновременно повышать расход газа. Для улучшения защиты при сварке на ветру и на повышенных скоростях рекомендуется увеличить расход газа и диаметр сопла, а также приблизить горелку к детали. Для ограждения от ветра, зону сварки закрывают малогабаритными экранами. Подачу газа выключают через 10-15с (примерно по одной секунде для каждых 10А сварочного тока) после обрыва дуги. Для лучшей защиты металла, например при сварке титана, используют специальные приспособления (см. в статье Приспособления для сварки).

Существует два способа зажигания дуги: бесконтактный (дуга зажигается при помощи высокочастотного и высоковольтного разряда, создаваемого осциллятором) и контактный (дуга между электродом и изделием возникает в результате короткого замыкания электрода на изделие). Бесконтактный способ зажигания дуги используется когда недопустим поверхностный ожог и попадание вольфрама в шов, например, при сварке высоколегированных коррозионностойких сталей и сплавов (вольфрам может нарушить стойкость стали к коррозии). Контактный способ используют при сварке малоответственных конструкций, когда требования к качеству менее жесткие. Однако, при сварке ответственных металлоконструкций при отсутствии осциллятора, контактное зажигание дуги и выход на режим сварки можно выполнять на угольной или медной пластине. Современные аппараты сильно ограничивают ток короткого замыкания при касании электродом изделия, а при поднятии электрода, микроконтроллер обеспечивает плавное нарастание тока.

При сварке совершают только одно движение — вдоль оси шва. Отсутствие поперечных колебаний приводит к тому, что шов получается более узкий.

Чтобы металл шва не насыщался кислородом или азотом воздуха, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа. Во избежание разбрызгивания металла, конец прутка подают в сварочную ванну плавно. О степени проплавления судят по форме ванны расплавленного металла. Хорошему проплавлению соответствует ванна растянутая в сторону направления сварки, а плохому — круглая или овальная.

Сварку обычно выполняют справа налево. При сварке без присадочного материала, электрод располагают перпендикулярно к поверхности свариваемого металла, а с присадочным материалом — под углом. Присадочный пруток перемещают впереди горелки без поперечных колебаний.

При наплавке валиков горизонтальных швов в нижнем положении, присадочному прутку придают два направления движения: вниз и поступательно вдоль свариваемых кромок. Это надо делать так, чтобы металл равномерными порциями поступал в сварочную ванну.

Источник

Adblock
detector