VÉDŐGÁZAS ÍVHEGESZTÉSEK

Átírás

1 VÉDŐGÁZAS ÍVHEGESZTÉSEK Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Mechanikai Technológia és Anyagszerkezettani Tanszék Dr. Palotás Béla

2 Tartalom Védőgázas ívhegesztéseksek Argon védőgázas v volfrámelektr melektródás ívhegesztés Plazmahegesztés, s, plazmavágás Fogyóelektr elektródás s védőgázas v ívhegesztéseksek CO 2 -hegesztés Keverék k védőgázas v ívhegesztés Argon védőgázas v fogyóelektr elektródás ívhegesztés Porbéléses huzalos ívhegesztés Elektrogáz hegesztés Keskenyhornyú hegesztés Szerző: dr. Palotás Béla 2

3 Argon védőgázas volfrámelektródás ívhegesztés (AWI-hegesztés) (Nozle = fúvóka, Filler rod = hegesztő pálca, Gas shielding = gáz védelem, Weld bead = varrat hernyó, Weld pool = varrat fürdő, Parent plate = alap lemez) Cseppátmenet AWIhegesztésnél Szerző: dr. Palotás Béla 3

4 AWI-hegesztő berendezés F: Védőgáz palack, E: gáz zárószelep, G: vízhűtés csatlakozó, D: áramvezető kábel,a: alapanyag, B: áramforrás, C: szabályozó kör Szerző: dr. Palotás Béla 4

5 Az AWI-hegesztés jellemzői A volfrám elvileg nem olvad meg, gyakran hallható a nemolvadó elektródás, semleges védőgázas ívhegesztés elnevezés is, hiszen hélium védőgázban is alkalmazzák. Az eljárással minden anyag hegeszthető, alkalmas kötő- és felrakó- továbbá ívpont hegesztésre is. Az iparban széles körben alkalmazzák, elsősorban erősen ötvözött acélok, színes- és könnyűfémek hegesztésére. Ötvözetlen és gyengén ötvözött acéloknál nem gazdaságos, de gyökhegesztésre ill. különleges esetekben alkalmazzák. Jellemző az eljárásra a stabilitás, a nagy tisztaság, jó minőség, de a termelékenység nem nagy. A színes és könnyűfémek elsődleges hegesztési eljárása. Szerző: dr. Palotás Béla 5

6 A polaritás szerepe AWI- hegesztésnél Szerző: dr. Palotás Béla 6

7 Alumínium hegesztésénél Megoldás a VÁLTAKOZÓÁRAM használata I Egyenáramú komponens t Probléma: Egyenáramú komponens kialakulása. Az egyenáramú komponenst kompenzálni kell! Szikrakisüléssel segítik az ívgyújtást. Szerző: dr. Palotás Béla 7

8 Impulzustechnika alkalmazása I ( áramerősség ) I imp. I alap t imp. t alap t ciklus t( idő ) Az impulzustechnika lehetővé teszi a hőbevitel pontos szabályozását. Szerző: dr. Palotás Béla 8

9 Hegesztési paraméterek d w = mm (Volfrám átmérője) I ív = A (Áramerősség) U ív = V (Ívfeszültség) v heg = mm/min (Heg. Seb.) 1,6 10 A 2 15 A Alapáram: 2,4 20 A 3,2 30 A Impulzus hegesztés: I a = f(d w ) I i = I a /0,32 t i = 0,2 s t a =2 ti 4 40 A Szerző: dr. Palotás Béla 9

10 AWI-hegesztés alkalmazása Színes- és könnyűfémek, erősen ötvözött acélok (szerszámok javító- és felrakó hegesztése, korrózióálló acélok) hegesztése. Csövek körvarratának hegesztése, ötvözetlen és gyengén ötvözött acéloknál, gyökhegesztésre is. Alkalmazási korlát: Kis leolvadási sebesség Magas szaktudást, gyakorlatot igényel Huzatos helyen nem biztosítható megfelelő gázvédelem. Szerző: dr. Palotás Béla 10

11 PLAZMA HEGESZTÉS, VÁGÁS Plazma: az anyagok ionizált, termodinamikai egyensúlynak megfelelő arányban disszociált és ionizált gáz állapota. A plazma magas hőmérsékleten állítható elő, nagy energiaszint jellemzi, mind hegesztésre, mind vágásra, és egyéb termikus megmunkálásra használható. Plazma állapot elérése: 100 % Ar Ar Ar ++ T, K Szerző: dr. Palotás Béla 11

12 Plazma előállítása A W-elektróda és a pisztoly belső fúvókája között nagyfrekvenciás szikrakisülés biztosítja az első töltéshordozókat. A plazma az elektróda és a munkadarab között jön létre (plazma ív). Plazma sugár (láng) (belső ívű pisztoly) a W-elektróda és a pisztoly belső fúvókája között alakul ki az ív és a gáz fúvatja ki a plazmát. Szerző: dr. Palotás Béla 12

13 Plazma hegesztés A plazma hegesztés mélybeolvadású varratot biztosít. Minden anyaghoz alkalmazható, amelyekhez az AWI-hegesztés, de a plazma nyújtható, stabil és egészen kis áramoknál is alkalmazható. ( I 50 A, mikroplazma hegesztés) Szerző: dr. Palotás Béla 13

14 Plazmaképző gázok és védőgázok Alapanyag Ötvözetlen és gyengén ötv.. acélok Erősen ötvözött acélok ( Cr- Ni ac.) Réz és ötvözetei Alumínium és ötvözetei Nikkel és ötvözetei Titán és ötvözetei Plazmaképző Argon Argon, Ar + H 2 Argon Argon Argon, Ar + H 2 Argon, Ar + He Védőgáz Ar + ( 5-8 % ) H 2 Ar + ( % ) CO 2 Ar + ( 0-8% ) H 2 He Ar, Ar, He Ar + He Ar + He Ar + ( % ) H 2 Argon, Ar + He Szerző: dr. Palotás Béla 14

15 Plazma vágás Minden anyag vágható az eljárással. Szerző: dr. Palotás Béla 15

16 Vízalatti plazmavágás A plazmavágásnál képződő káros gázok elnyelődnek a víz alatt. Szerző: dr. Palotás Béla 16

17 Levegős plazmavágás Az üzemi levegő hálózat biztosítja a plazmaképző gázt ( N, O). Szerző: dr. Palotás Béla 17

18 Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztések CO 2 hegesztés, Keverék védőgázas ívhegesztés, Argonvédőgázas fogyóelektródás ívhegesztés (AFI( AFI-hegesztés) Porbeles huzalos ívhegesztés. ( MAG, MIG, FCAW, GMAW) Szerző: dr. Palotás Béla 18

19 Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztések Huzalelektróda Huzaldob Áram hozzávezetés Huzal előtoló + Gázterelő fúvóka Áramellátás - Az anyagokat folyamatosan adagolt leolvadó huzalelektróda és a munkadarab között képzett ívvel ömlesztik össze, gáz vagy gázkeverék védelme alatt. Szerző: dr. Palotás Béla 19

20 Fogyóelektródás ívhegesztés változatai Huzalelektróda Ötvözetlen acél, + dezoxidens (Si, Al, Ti ötvözéssel) Ötvözetlen acél, + dezoxidens (Si, Al, Ti ötvözéssel) Védőgáz 1. Széndioxid (CO2) Keverék védőgáz: Ar + ( %) CO 2 Ar + ( %) O 2 Ar +( %) CO 2 + ( 1...5%) O2 Alkalmazás Acélszerkezet tömeggyártás, TTKV = O C-ig Acélszerkezet tömeggyártás, TTKV = -2O C -ig Elnevezés Széndioxid védőgázas ívhegesztés ( CO2 - hegesztés ) MAG-C Keverék védőgázas ívhegesztés MAG-M Szerző: dr. Palotás Béla 20

21 Fogyóelektródás ívhegesztés változatai 2. Ötvözetlen acél + dezoxidens (Si, Al, Ti ötvözéssel) CO 2 + Ar ( % ) Acélszerkezeti tömeggyártás, TTKV = -2O Cig Kettős gázfúvókás fogyóelektródás ívhegesztés ( MAGCI-heg.) Porbeles huzal ( porbéléses huzal ) Széndioxid, keverék védőgáz Acélszerkezeti tömeggyártás, TTKV = -6O Cig, ötvözött acélokhoz is Porbeles huzalos ívhegesztés FCAW Szerző: dr. Palotás Béla 21

22 Fogyóelektródás ívhegesztés változatai 3. Alapanyag szerint Argon, Ar + kevés más gáz Színes és könnyűfémek, erősen ötvözött acélok Argonvédőgázas fogyóelektródás ívhegesztés ( AFI - hegesztés ) MIG Dupla portöltetű porbeles huzal Nincs szükség védőgázra Csővezetékek, acélszerkezetek helyszíni szerelése TTKV = -20 Cig Önvédő porbeles huzalos ívhegesztés Szerző: dr. Palotás Béla 22

23 Fogyóelektródás ívhegesztés általános elrendezése Szerző: dr. Palotás Béla 23

24 Hegesztőhuzalok jelölése Ötvözetlen és finomszemcsés acélokhoz - MSZ EN G 46 3 M G3Si Nagyszilárdságú acélhoz - EN G 62 6 Mn4Ni1Mo Melegszilárd acélokhoz - EN G CrMo1Si Erősen ötvözött acélokhoz - EN G Porbeles huzalok MSZ EN T Ni B M 4 H5 EN T55 5 Mn1,5Ni B M4 H5 T EN T CrMo1 B M4 H5 EN T L R M4 Szerző: dr. Palotás Béla 24

25 Az ívhegesztési eljárások leolvadási teljesítményének összehasonlítása Leolvadási teljesítmény, kg/h Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés porbeles huzallal 3,2 d e Önvédő porbeles huzalos ívhegesztés 1 1 3,25 2,5 2,4 1,6 1,2 1,4 5 3, ,2 2,4 2,4 3 Fedettívű hegesztés ,5 1,6 Fogyóelektródás védõgázas ívhegesztés tömörhuzallal Bevontelektródás kézi ívhegesztés nagyhozamú elektródával Bevontelektródás kézi ívhegesztés Áramerõsség, A Salakhegesztés 4 2, Szerző: dr. Palotás Béla 25

26 Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztéseknél: belső szabályozás L ív L ív2 L ív1 A fémfürdő lengésének következménye az ívhossz változása L ív2 L ív L ív1 v előtolás = const. Előtoló motor U L ív1 L ív L ív2 + L ív = - I Egyensúly: v elő. = v leolv. I 1 I névl. I 2 v leolv. = f ( I ) Ívhossz nő: I 1 I névl. Ívhossz csökken: I 2 I névl. v leolv. v elő. v leolv. v elő. Szerző: dr. Palotás Béla 26

27 Porbéléses huzal Szerző: dr. Palotás Béla 27

28 A hegesztési paraméterek összefüggése d e = const. v előtolási A varratsor2 A varratsor1 A varratsor2 A varratsor1 I ív v hegesztési Kontinuitás összefüggése: v hegesztési. A varratsor = v előtolási. A huzal fémes U ív Szerző: dr. Palotás Béla 28

29 Cseppátmenet fő típusai Rövidzárlatos anyagátmenet Cseppes anyagátmenet Szerző: dr. Palotás Béla 29

30 Az anyagátmenet további módjai Forgóíves anyagátmenet: T.I.M.E. = Transferred Ionized Molten Energy Szerző: dr. Palotás Béla 30

31 Hegesztési paraméterek 1. Hegesztési paraméterek Eljárás de, mm I ív, A Uív, V v elő m/min v heg, mm/ min L sz *, mm V védőgáz l/min MAG C 0,6-2, MAG M 0,6-2, MAGCI 0,6-2, *: Az Lsz az un. szabad huzalhosszúság, Szerző: dr. Palotás Béla 31

32 Hegesztési paraméterek 2. Eljárás de, mm I ív, A U ív, V v elő m/min v heg, mm/min L sz *, mm V védőgáz l/min AFI 0,8-2, FCAW 1-3, Önvédő 2, Szerző: dr. Palotás Béla 32

33 A fogyóelektródás védőgázas ívhegesztések alkalmazása CO 2 hegesztés Ötvözetlen és gyengén ötvözött acélok (acélszerkezeti tömeggyártás) TTKV = 0 ºC Keverék védőgázas ívhegesztés Acélszerkezeti tömeggyártás TTKV = - 20 ºC Robottechnika Porbeles huzalos ívhegesztés Acélszerkezeti tömeggyártás TTKV = - 60 ºC Erősen ötvözött acélok, felrakó hegesztés AFI - hegesztés Színes- és könnyűfémek Erősen ötvözött acélok, felrakó hegesztés Szerző: dr. Palotás Béla 33