info@svartek.ru
7.4.3. Установка сопла подачи проволоки на сварочную горелку
Техника сварки TIG с автоматической подачей присадочной проволоки несколько отличается от ручной техники и поэтому требует от сварщика наработки навыка. В первую очередь это касается положения горелки относительно стыка. В зависимости от поставленных задач сварки присадочная проволока может подаваться в сварочную ванну до или после дуги или с боковой стороны относительно оси свариваемого стыка. Для того, чтобы подача проволоки происходила точно в зону максимальной температуры, необходимо соблюдать рекомендации по установки горелки относительно стыка. Правильное положение горелки показано на рис. 23.
7.5. Сварка TIG с подачей подогретой присадочной проволоки
Всё изложенное выше касалось сварки TIG с подачей холодной (электрически нейтральной) присадочной проволоки: процесс TIG-CW (Cold Wire). Подача на присадочную проволоку электрического потенциала даёт бóльшие возможности при сварке. Такая технология носит название подачи подогретой (или горячей) присадочной проволоки: процесс TIG-HW (Hot Wire).
7.5.1. Принцип подачи подогретой присадочной проволоки
Принцип сварки TIG с подачей горячей проволоки следующий. Плавление основного металла происходит под воздействием электрической дуги, возникающей между неплавящимся электродом и свариваемым металлом, от источника постоянного тока или источника, работающего как на постоянном, так и на переменном токе. Система подачи проволоки обеспечивает постоянную подачу материала в сварочную ванну. Благодаря дополнительному источнику тока напряжение через контактный наконечник подается на проволоку и за счет сопротивления на свободном конце подающейся проволоки, происходит её нагрев. Для этого может быть использован источник постоянного тока или источник, работающий на постоянном и переменном токах. Увеличение длины вылета подающейся проволоки ведет к повышению производительности наплавки. Причиной является увеличение электрического сопротивления на этом отрезке проволоки и связанное с этим повышение температуры свободного конца проволоки. Выделяющееся количество теплоты пропорционально квадрату силы тока и обратно пропорционально сопротивлению проволоки:
G = I2 х R 7.5.2.
7.5.2. Оборудование для сварки с подачей подогретой присадочной проволоки
Оборудование для сварки с подачей подогретой присадочной проволоки Очень существенным для успешного проведения сварочного процесса TIG с подачей горячей проволокой является правильная установка горелки и направляющего канала. Правда, здесь не могут применяться общеустановленные правила. Также как и при сварке TIG холодной проволокой на вольфрамовый электрод подается «минус», в то время как на свариваемое изделие подается «плюс» (прямая полярность). Для того чтобы избежать отклонения сварочной дуги от направления сварки, при использовании источника питания с постоянным током на горячую проволоку подается минус, а на свариваемое изделие — плюс (прямая полярность), источник питания для подогрева проволоки работает на напряжениях от 1,5 В до 5,0 В для того, чтобы исключить произвольный поджиг дуги на проволоке.
С помощью специального программирования сварочного источника питания можно управлять режимом сварки TIG и источником тока для подогрева проволоки, а также подачей проволоки и общим протеканием сварочного процесса. Синхронная пульсация сварочного тока и подогрев присадочной проволоки могут быть использованы для улучшения качества сварки или для облегчения сварки в неудобном положении. Важными параметрами режима сварки являются ток импульса, ток нагрева проволоки, скорость подачи проволоки, высота сварочной дуги, включая параметры колебаний. Сварка TIG с подачей горячей проволокой может существенно повысить производительность наплавки по сравнению с подачей нейтральной проволокой.
7.5.3. Производительность сварки с подачей подогретой присадочной проволоки
В то время как при сварке TIG с холодной проволокой можно достичь скорости сварки около 20 см/мин, при сварке TIG с горячей проволокой в автоматическом режиме можно достичь скоростей сварки в пределах от 80 до 100 см/мин. Результаты: меньшие затраты времени на сварку, более узкие зоны термического влияния, меньший риск возникновения горячих трещин и меньшее перемешивание металла шва с основным металлом.
По сравнению с механизированной сваркой TIG при использовании холодной проволоки мощность наплавки при использовании горячей проволоки увеличивается до трёх раз при одинаковой мощности сварочной дуги. Поэтому для практического применения должны быть выбраны такие комбинации параметров мощности (мощность сварочной дуги, мощность источника тока при работе с горячей проволокой и мощность наплавки), которые находятся на максимальной отметке кривой, на графике.
Если проанализировать кривые на графике, то в диапазоне силы тока 0 — 50 А достигается только незначительное повышение мощности наплавки при длине вылета проволоки ℓ0=25 мм. Причина в небольшом воздействии источника тока на нагрев свободного конца проволоки.
Если температура присадочной проволоки при использовании подогрева повышается вследствие повышения силы тока (в диапазоне от 75 до 150 А) горячей проволоки, то в зону сварки может быть наплавлено значительно больше присадочного материала. Тепловое воздействие сварочной дуги, несмотря на меньшие затраты энергии, остается достаточным, чтобы расплавить достаточное количество базового материала. Дальнейшее повышение силы тока свыше заданного максимального значения на графике смещает энергетический баланс таким образом, что происходит недостаточное плавление базового материала. Наряду с более высокой эффективностью для этого вида сварки характерно значительное снижение уровня перемешивания ванны.
Наряду с увеличением производительности наплавки, сила тока, при использовании горячей проволоки, приводит к значительному снижению степени перемешивания ванны. Этот уровень зависит от силы тока и от количества наплавляемого материала. При увеличении скорости наплавки и постоянных параметрах сварки, температура сварочной ванны снижается так, что при производительности от 2 до 3,5 кг/ч степень перемешивания ванны снижается приблизительно на 50 %. При постоянной теплоотдаче сила тока оказывает лишь незначительное влияние на форму шва. Таким образом, изменение таких параметров, как длина вылета проволоки, сила тока сварочной дуги, и сила тока для подогрева проволоки, при перемене тепловложения на единицу длины не приводит к изменению внешней формы сварочного шва.
Однако сила тока оказывает значительное влияние на глубину и профиль проплавления. При увеличении силы тока с одинаковыми значениями эффективности наплавки и тепловложения, глубина проплавления снижается, профиль становится более гладким и достигается постоянная степень перемешивания на всю длину шва.