Интернет журныл о промышленности в Украине

Сварка аргоном труб из легированных и трудносплавляемых металлов

Опубликовано: 06.09.2018

Автоматическая аргонная сварка труб из легированных металлов применяется еще с 1960-х годов, но сегодня значительное место занимает аргонодуговая сварка. Если сварка аргоном нержавейки выполняется с помощью вольфрамового электрода, то понадобиться защита из инертного газа (Tig-сварка). Процесс в основном  происходит от сварочного выпрямителя. При этом процесс также может выполняться в режиме импульсной дуги, чтобы обеспечить точный контроль подвода тепла. При записи замедленного видео заметно, что импульсный способ  создает четкий шов из точечных касаний с последующим перекрытием. Это дает особое преимущество: сварка аргоном возможна при разном пространственном расположении свариваемых деталей.

Сварка труб сложный, но интересный процесс

При Tig-сварке труб используют защитные газы гелий, аргон или их смеси. Для ручной сварки в основном рекомендуется использовать чистый аргон, а для автоматической  чаще всего берут очищенный гелий для увеличения скорости процесса. Аргонодуговая сварка может использоваться с комбинацией газов из аргона и гелия. В то же время, аргонная сварка с такой смесью, как аргон с водородом, не применяется с нержавеющими сталями.

Технология производства работ для трубопроводных систем

Сварка аргоном труб начинается с фиксации свариваемых деталей с помощью механических приспособлений, которые обеспечат жесткое крепление. Для этого берут прижимные устройства, различного вида кондукторы и тиски. Свариваемые детали сжимают так, чтобы между ними оставался минимальный зазор. Трубы толщиной меньше 4 мм должны сжиматься с усилием 1,2 кН, а при любой большей толщине – не меньше 0,3 кН. Аргонодуговая сварка производится только при жестком креплении труб. Если произвести замедленную съемку на видео, то заметно, что малейшие движение трубы деформирует структуру шва.

Наиболее удобно начинать процесс сваривания труб справа налево. Во время движений горелка аппарата должна располагаться к свариваемой поверхности под углом 75-80 градусов. Лучше, если горелка имеет наклон в противоположную сторону движению сварки. Когда идет сварка, пруток для присадки располагается под углом в 90 градусов под углом к мундштуку горелки. Присадочный пруток нельзя подносить слишком близко к дуге, потому что ненужный частицы попадут в сварочную ванну, где устанавливаются межатомные связи между металлами. Это легко заметить, если снять видео, во время сварочных работ. В то же время присадочный пруток должен находиться от свариваемой поверхности под углом в 15-20 градусов. Это будет оптимальное положение, чтобы получилась качественная сварка.

Кроме ручного способа существуют автоматический тип соединения труб. Для него используют автоматы орбитальной Tig-сварки.

Есть два типа автоматических сварочных систем:

Сварка аргоном поворотного типа: когда трубы двигаются вокруг своей оси, а зафиксированная в неподвижном положении головка горелки с аргоном производит сварку по шву. Сварка аргоном орбитального типа: в этом случае трубы фиксируются в любом пространственном положении, а сварочная головка с аргоном вращается по окружности вокруг трубы.

Для фиксации трубы используют орбитальные сварочные скобы с аргоном. Эти скобы могут оснащаться механизмом для подачи проволоки. Скобы рассчитаны на диаметр трубы до 200 мм. В сети Интернет можно найти видео, на котором записана аргонодуговая сварка огромных труб. Один тип скоб может успешно применяться для труб разного диаметра. Например, есть сварочные скобы с аргоном для труб диаметром 17-49 мм, 33-90 мм и 60-170 мм.

Существуют сварочные скобы закрытого типа с аргоном, которые обхватывают весь диаметр трубы. А затем, после подачи аргона, сварочная головка начинает проваривать область шва. Это нужно чтобы защитить металл от окисления. Особенно это важно, когда требуется шов исключительно чистый и ровный, например, в трубах для медицинской промышленности или для титановых труб.

Процесс подготовки металлов

Аргонная сварка позволяет соединять такие трудные металлы, как алюминий, легированная и нержавеющая сталь. Поэтому и процесс подготовки перед сваркой деталей, тоже очень ответственный этап. Алюминий – активный элемент, который при соединении с кислородом образует оксидную пленку. Она мешает двум деталям соединяться с помощью сварки.

Все кромки будущего сварного соединения у труб из алюминия, нержавеющих или легированных сталей должны быть зачищены стальной щеткой. Если поверхность труб обезжирена, то аргонодуговую сварку можно проводить непосредственно после зачистки кромок. В противном случае нужно использовать растворитель. Особенно важно удалить жир с поверхности высоколегированных сталей. При аргонодуговой сварке таких труб, наличие жира делает шов пористым и снижает стабильность дуги.

Сварочный процесс уже не требует вмешательств людей

При большой толщине труб, когда не хватает прохода однослойным швом, используются аргоновая сварка за несколько проходов. Для этого на этапе подготовки необходимо сделать скосы на торцах стенки трубы. При соединении труб из нержавейки на оборотной стороне шва происходит окисление. Поэтому в процессе сваривания используют медные или стальные подкладки для обратной стороны трубы.

Проверка качества швов

Самым очевидным является визуальный осмотр, с помощью его можно сразу определить наглядные дефекты шва. Перед осмотром швы зачищают от шлака и загрязнений. Если это необходимо, то результаты осмотра записывают на видео. После осмотра выявляют дефектные участки. Аргонодуговая сварка позволяет получить прочный и небольшой шов, поэтому визуально трудно определить его качество. Следующий способ проверки сварного шва труб – просвечивание рентгеном или гамма-лучами. Если сварной шов сделан плохо, то дефектные места проявятся на рентгеновском снимке в виде темных пятен.

Магнитографический способ

После того, как аргонодуговая сварка закончилась, берут магнитную ленту и прижимают с помощью резиновой прокладки к исследуемому сварному шву. После этого с помощью магнитографического дефектоскопа снимают показания магнитного поля. Если в сварном шве присутствуют дефекты, то прибор зафиксирует их в виде специфических магнитных отпечатков. Этот метод позволяет найти поры в сварке, небольшие трещины, непровары или шлаковые включения.

Также производят проверку ультразвуком. Отраженные высокочастотные колебания отражаются в показаниях на индикаторе, после чего ясна структура шва.

Испытание пневматикой

С одной стороны трубы создается повышенное воздушное давление, а с другой на шов наносят мыльную пену. Если аргонодуговая сварка сделана некачественно и есть неплотные места, то воздух пройдет и покажется на пенке в виде пузырьков. Химический метод. В этом случае трубы обрабатываются 4-х процентным раствором фенолфталеина на участке шва, а затем в нее нагнетается смесь воздуха и аммиака. В местах, где аргонодуговая сварка была некачественной и образовалась течь, азотнокислое серебро на трубе окрасится в серебристый цвет.

rss