Актуальність

Для отримання міцних швів на нержавіючих труб малих і середніх діаметрів з високолегованої сталі, сплавів алюмінію, титану, нікелю та ін, використовують методи зварювання плавленням — дугове зварювання під захистом інертних газів і плазмову. Разом з найпоширенішими видами труб d x s = (8 + 102) x (1 + 3) мм, широко поширеною є зварювання труб з особливо тонкими стінками (8 + 40) х (0,2 + 0,35) мм, процес виробництва яких потребує дуже точної регулювання теплових режимів зварювання.

Газоелектричних зварювання

Застосовується електрична дуга між неплавким вольфрамовим електродом і трубної заготівлею. Концентрація тепла дуги припадає на невелику ділянку в зоні горіння, що викликає досить швидке розплавлення кромок. Ванночка з розплавленим металом до утворення зварного шва захищена від впливу повітря шаром інертного газу, який перешкоджає окисненню металу. Шов кристалізується самостійно, кромки не здавлюються. За допомогою такої зварювання виробляють труби з високолегованої сталі і різних сплавів з дуже якісним і міцним швом без пилкоподібної грата.

Технологія зварювання

Крім вольфрамового електрода діаметром 3−5 мм необхідно керамічне сопло для підведення газу до місця зварювання. Грілку кріплять до зварювальної голівки, яка забезпечена пристроями для поздовжньої (паралельно шву) вертикальної та поперечної коригування. Зварювання проводиться змінним струмом частоти (180−360 Гц). Але найчастіше застосовують постійний струм. Залежно від матеріалу, що зварюється йому можуть надавати різну полярність, враховуючи більш високу температуру анодних плям дуги. Змінний струм підвищує теплову потужність дуги, проте робить її менш стійкою.

Дуга

Труби звичайного сортаменту зварюють дугою безперервної дії під напругу 10 КВ з силою струму 100−300 А. Ця дуга не набагато довший, ніж товщина стінок виробу. Для нержавіючих особливо тонкостінних труб застосовують струм в 20−30 А, проте навіть при такій силі струму дуга малоустойчива, можуть виникати пропалення, деформації країв. Тому для зварювання таких труб використовують імпульсну дугу. Тут поєднується малоамперная дуга (1−1,5 А), яка горить постійно, а також імпульсна (при довжині 0,8−1 мм, сила струму 20−30 А), яка горить періодично. Окремі джерела живлення дуг підключають до одного електрода. Імпульсна дуга плавить метал, а малоамперная потрібна для порушення імпульсної і заварювання кратерів.

Зварювання особливо тонкостінних труб

Особливість полягає в дуже точному зведенні країв. Це досягається установкою замість опорних валків розрізної фільєри, яка має регульований діаметр прохідного отвору.
Захист зони зварювання, а також охолодження зварної ванни здійснюють аргоном, гелієм або сумішами на їх основі. Гелій найбільш підходить — з його допомогою легко стабілізувати дугу і тепловіддачу за рахунок чого поліпшується якість швів, а також зростає швидкість зварювання. Однак гелій швидко розсіюється через невеликий щільності. Аргон — щільніше повітря, що витрачається економніше, більш надійно захищає зону зварювання і більш дешевий. Аргонно-дугове зварювання широко поширена

Грат
Ще одна важлива задача — виробництво труб, що мають мінімальний внутрішній «грат» — виступання шва над поверхнею труб. Зварювальна ванна підвішена завдяки силам поверхневого натягу. Чим більше товщина труб і вага такої ванночки, тим більше її провисання всередину. Для створення додаткових вертикальних сил і захисту від окислення, в порожнину труби вводять аргон. Отриманий за допомогою цього невеликий «грат» дозволяє застосовувати зварні труби в якості заготовок для станів ХПТ.

Недоліки

Основним недоліком аргонно-дугового методу є низька швидкість зварювання 0,01−0,03 м/с. Для особливо тонкостінних труб швидкість зварювання 0,01 м/с. Це пов’язано з межею підводного теплової потужності (з-за можливих деформацій крайок і пропалів), а також часом, необхідним для застигання розплавленого металу.

Оптимізація

З метою прискорення зварювання, кромки попередньо розігрівають до 150−200°С за допомогою високочастотного індуктора. Подальше збільшення швидкості зварювання можливо завдяки використанню плазмотронів. З їх допомогою здійснюють микроплазменную зварювання та зварювання закритій стислій дугою. Таку дугу отримують після установки електродів всередині пальника і освіти тонкого каналу сопла з діаметром горіння дуги до 3 мм. Через цей отвір виходять плазмообразующие гази. Дуга спалахує між електродом і крайками (т. зв. пряма дуга). Аргон, ізолює і стискає дугу на виході з сопла. Щільність струму в дузі зростає, газ при цьому іонізується і перетворюється в плазму. У середній частині такої дуги t* 1500−3000*С. Оскільки пляма нагріву зменшується більше, ніж в 2 рази, то збільшення концентрації струму при тій же тепловіддачі практично в 2 рази прискорює зварювання. Витрати аргону знижуються. Плазмове зварювання, так само, як і аргонно-дугове, виконується як в безперервному, так і в імпульсному режимі.

Використання мікроплазмового зварювання

З її допомогою виробляють особливо тонкостінні труби 12x18н10т. З-за більшої ступеня стиснення дуги і концентрації щільності струму при мінімальному діаметрі сопла 1 мм і електрода 1 мм, дуга запалюється окремим слабкострумових джерелом живлення. При формуванні плазмового струменя цю дугу відключають, напруга перемикають на трубу, і відбувається утворення плазмової дуги прямої дії. Завдяки малому плямі нагріву не відбувається викривлення кромок, і виходить вузький шов. Під час такої зварювання швидкість іонізованих газів може досягати високих швидкостей, завдяки високій температурі та проходження газу через вузькі канали сопла. При критичних швидкостях витікання плазми зварювання переходить у різання.

Купити, ціна

На складі Evek GmbH в наявності широкий асортимент нержавіючого прокату. Ми цінуємо час своїх клієнтів, тому завжди готові допомогти з оптимальним вибором. До ваших послуг досвідчені менеджери-консультанти. Якість продукції гарантується суворим дотриманням норм виробництва. Терміни виконання замовлень мінімальні. Оптові покупці отримують пільгові знижки.