Soldagem em gás de proteção: modos, tecnologia, aplicação, GOST

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

As tecnologias de execução de operações de soldadura em peças metálicas permitem hoje atingir um elevado nível de organização do processo em termos de segurança, ergonomia e funcionalidade. Isso é evidenciado pela disseminação de equipamentos semiautomáticos e robóticos para realizar as principais etapas tecnológicas na união térmica de peças. Paralelamente a isso, os requisitos para a qualidade das costuras também estão crescendo. Nesse sentido, o maior sucesso pode ser obtido pela soldagem em gás de proteção, que prevê a possibilidade de isolar a área de trabalho dos efeitos negativos do ar atmosférico.

A essência da tecnologia

O processo de soldagem em ambiente de proteção de gás é um derivado da combinação de vários métodos de ação térmica em metais com a possibilidade de conexão estrutural de peças. Em primeiro lugar, este método é baseado no método de soldagem a arco, que por si só fornece controle ideal sobre eletrodos e superfícies de peças alvo com estruturas. Neste formato, o usuário pode ocupar qualquer espaçoposições usando equipamentos móveis e compactos. Tudo isso diz respeito à ergonomia organizacional do evento de trabalho, e a essência dos processos eletroquímicos de soldagem em gás de proteção é revelada pelas especificidades do ambiente em que a operação é realizada. Para começar, é necessário enfatizar a importância de proteger a poça de fusão dos efeitos negativos do ar atmosférico. O contato direto do tarugo fundido com o oxigênio leva à formação de escória na superfície, oxidação do revestimento e liga descontrolada da estrutura metálica. Assim, para excluir tais efeitos, são utilizados isoladores especiais - revestimentos, materiais a granel como fluxo e gás, que são introduzidos na área de trabalho com equipamentos especiais. O último método de proteção determina as características do método de produção de soldagem considerado.

Regras gerais para soldagem de acordo com GOST 14771-76

De acordo com o GOST especificado, este método de soldagem pode ser usado para realizar costuras de um lado e de dois lados usando juntas de topo, canto, T e sobreposição. Quanto aos principais parâmetros do processo, eles incluem o seguinte:

• Espessura das peças - intervalo de 0,5 a 120 mm.
• Erro admissível ao soldar peças com espessura de 12 mm - de 2 a 5 mm.
• A inclinação da superfície da costura só é permitida se for assegurada uma transição suave de uma peça para outra.
• Ao soldar peças com uma diferença significativa de espessura, um chanfro é realizado preliminarmente na direção de uma peça maior para uma menor.
• Concavidade e convexidade das soldas de filete de acordo comas tolerâncias do GOST 14771-76 não devem ser superiores a 30% da perna do ângulo que está sendo formado, mas ao mesmo tempo caber dentro de 3 mm.
• A quantidade de deslocamento permitido das arestas antes de soldar uma em relação à outra depende da espessura das peças. Por exemplo, no caso de elementos de até 4 mm de espessura, esse valor é de cerca de 0,8-1 mm, e se estamos falando de espaços em branco de 100 mm, a distância de deslocamento terá que caber em 6 mm.

Gases de soldagem usados

Do ponto de vista da soldagem, todos os meios gasosos são divididos em inertes e ativos. Como a principal tarefa da mistura gasosa é a função isolante, os mais valiosos são os meios que não afetam o metal que está sendo processado. Tais misturas incluem substâncias monoatômicas inertes como hélio e argônio. Embora, de acordo com o GOST, a soldagem em gases de proteção deva ser realizada em um ambiente de dióxido de carbono, e combinações com misturas de oxigênio também são permitidas. Quanto aos gases ativos, eles podem afetar o metal tanto no estado fundido quanto no estado sólido. A presença de gases na estrutura molecular de um metal é geralmente considerada indesejável, mas há exceções devido às especificidades de tais combinações em diferentes condições.

A natureza da influência do ambiente gasoso no metal

Imediatamente vale ress altar os efeitos negativos do gás durante a soldagem a arco nas peças. Durante o resfriamento e o forte aquecimento, substâncias gasosas dissolvidas na estrutura molecular podem causar a formação de poros, o que reduz logicamentepropriedades de resistência do produto. Por outro lado, átomos de hidrogênio e oxigênio podem ser úteis em futuras operações de dopagem. E isso sem falar na utilidade do gás de proteção ativo na soldagem de ligas e aços austeníticos, que são difíceis de fundir se forem usadas misturas isolantes inertes. Como resultado, o problema para os tecnólogos não está em escolher a mistura de gás certa, mas em criar condições que possam minimizar os efeitos nocivos do gás ativo na poça de fusão e, ao mesmo tempo, preservar os efeitos positivos da solubilidade.

Técnica de processo de soldagem

Uma fonte de corrente elétrica é fornecida à peça e ao eletrodo, que posteriormente será usada para criar e manter o arco de soldagem. A partir do momento da ignição do arco, o operador deve manter a distância ideal entre o eletrodo e a poça de fusão formada, levando em consideração os indicadores de temperatura e a área de abrangência dos efeitos térmicos. Em paralelo, o gás é fornecido à área de trabalho usando um queimador de um cilindro conectado. O isolamento de gás é formado ao redor do arco. A intensidade da formação da costura dependerá da configuração da localização das bordas e da espessura dos produtos. Como regra, a proporção do metal base na estrutura de solda, que é formada durante a soldagem em um gás de proteção, é de 15 a 35%. A profundidade da área de trabalho neste caso pode chegar a 7 mm e os indicadores de comprimento e largura - de 10 a 30 mm.

Equipamentos para soldagem a gás

Um conjunto de dispositivos para t altipo de operações depende dos modos e formato de produção de soldagem. A base técnica é formada diretamente por dispositivos semiautomáticos, cabeçotes de soldagem suspensos, fontes de alimentação, retificadores e módulos automáticos complexos com porta eletrodos, que poupam ao máximo o operador de realizar manipulações típicas. A ênfase hoje é na soldagem mecanizada em gás de proteção, cuja infraestrutura também é formada por uma linha de gás, queimadores, dispositivos para colocação conveniente de equipamentos em diferentes posições, etc. Postos especiais são organizados em grandes indústrias com o necessário conjunto de equipamentos para soldagem. Por outro lado, um formato otimizado para realizar tais tarefas em casa requer o uso apenas de um inversor compacto com conversores e um cilindro de gás com equipamento de controle de fluxo.

Acessórios

Os meios e dispositivos técnicos adicionais realizam principalmente a comunicação entre os equipamentos principais, e também permitem a resolução de tarefas secundárias que não estão diretamente relacionadas à soldagem. Esses dispositivos incluem:

• Infraestrutura de cilindros de gás, que inclui bobinas, redutores, aquecedores, invólucros, etc.
• Ferramenta de limpeza e separadores projetados para remover produtos de combustão na área de trabalho. Isto é especialmente verdadeiro para operações de soldagem em gases de proteção com um eletrodo não consumível, cuja fusão não está diretamente incluída na estrutura do produto. Tanto durante como após a operaçãoPode ser necessário lixar a costura.
• Secador. Elimina e regula a umidade contida no dióxido de carbono. Um tipo de dessecante que funciona em altas ou baixas pressões.
• Dispositivos de filtragem. Limpa os fluxos de gás de sólidos indesejados, garantindo também uma solda limpa.
• Equipamento de medição. Normalmente, os medidores de pressão são usados para rastrear indicadores dos mesmos medidores de pressão e fluxo de gás.

Modos de soldagem e seus parâmetros

As abordagens para a organização do processo de soldagem neste caso diferem de acordo com vários critérios, o que acaba nos permitindo falar sobre a alocação de diferentes modos de operação. Por exemplo, os métodos diferem de acordo com o princípio da execução técnica da tarefa - manual, semiautomática e automática. Em um cálculo mais detalhado dos modos de soldagem em gases de proteção, os seguintes parâmetros são levados em consideração:

• Corrente - varia de 30 a 550 A. Via de regra, as operações mais típicas requerem conexão de fontes de 80-120 A.
• Espessura do eletrodo - de 4 a 12 mm.
• Tensão - 20 a 100 W em média.
• Velocidade de soldagem - de 30 a 60 m/h.
• Consumo de mistura gasosa - de 7 a 12 l/min.

A escolha de indicadores específicos depende muito do tipo de metal, da espessura da peça, das condições de operação e dos requisitos para a junta formada.

Soldagem manual

O papel fundamental no processo é desempenhado pela habilidade do operador e pelas características do eletrodo. Quase todo soldadormantém o processo sob seu controle, orientando o arco em relação à superfície de trabalho e monitorando os parâmetros de alimentação da mistura gasosa do cilindro. Em termos de desempenho, a densidade e a força da corrente, bem como o comprimento do caminho de soldagem, virão à tona. Na soldagem manual em gás de proteção, vários passes são realizados com mais frequência, especialmente se uma peça grossa estiver sendo usinada. Em outros casos, o aumento do número de passes está associado à necessidade de corrigir a solda, alterar seu comprimento e as características do revestimento.

Soldadura semiautomática

Hoje, este é o modo mais popular de produção de soldagem em um ambiente de proteção. A principal diferença entre este método e o manual é a presença de elementos de mecanização com retificadores e a possibilidade de alimentação automática do fio a partir de uma bobina especial. Com a soldagem semiautomática em gás de proteção, o operador não precisa ser interrompido para trocar os consumíveis, mas a técnica de interação do arco com a superfície da peça ainda fica por conta do usuário. O operador monitora o processo de formação da junta de soldagem, corrigindo os parâmetros atuais, alterando o ângulo de inclinação, etc.

Soldagem automática

Processo de soldagem totalmente mecanizado, no qual o usuário pode influenciar apenas indiretamente os parâmetros de fornecimento de consumíveis, mistura gasosa e fluxo de pó. Tecnicamente, a operação é assegurada por estações multifuncionais e plataformas com equipamentos robóticos. Em instalações de produção modernas altamente especializadas para soldagem automática em gás de proteçãoé usado o chamado trator, cujo design fornece todas as unidades funcionais necessárias. Esta é uma máquina móvel que se move durante o processo de soldagem ao longo da linha de formação da costura e ao mesmo tempo guia a mistura protetora para a zona de soldagem. Um componente obrigatório desses módulos é a unidade de controle, que contém inicialmente um conjunto de algoritmos com ações para cada órgão executivo.

Conclusão

O uso de métodos para proteger a poça de fusão do oxigênio permite, se não eliminar completamente, minimizar os defeitos característicos na formação da costura. Isso se aplica à f alta de penetração, rachaduras, queimaduras, flacidez e outras falhas que podem ocorrer devido ao contato da superfície fundida da peça com o ar livre. As vantagens da soldagem em gases de proteção sobre a técnica de uso de fluxo incluem a ausência da necessidade de remoção de lodo na área de trabalho. Ao mesmo tempo, outras qualidades positivas do processo são preservadas, como a possibilidade de observação visual da qualidade do composto formado. Se falamos sobre as deficiências do método, seus fatores negativos são a radiação térmica e luminosa do arco, o que requer medidas especiais para a proteção individual do soldador.