ГОСТ на аргонодуговую сварку неплавящимся электродом

ГОСТ Р 59023.3-2020 Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Режимы сварки и наплавки

Текст ГОСТ Р 59023.3-2020 Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Режимы сварки и наплавки

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВАРКА И НАПЛАВКА ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Режимы сварки и наплавки

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственной корпорацией по атомной энергии «Росатом»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 322 «Атомная техника»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 декабря 2020 г. № 1290-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. Nt 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок— в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.nj)

© Стандартинформ. оформление. 2021

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и рас* пространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническо* му регулированию и метрологии

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины, определения и обозначения

4 Общие положения

5 Параметры режимов автоматической сварки деталей из сталей под флюсом

в Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки деталей из аустенитных сталей

7 Параметры режимов автоматической аргонодуговой импульсной сварки неплавящимся

электродом при выполнении корневого валика шва неповоротных стыковых сварных соединений деталей из сталей аустенитного класса и железоникелевых сплавов

8 Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

при выполнении непоэоротных стыковых сварных соединений труб из сталей аустенитного класса и железоникелевых сплавов

9 Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом методом автоопрессовки при выполнении неповоротных стыков сварных соединений

деталей из сталей аустенитного класса и железоникелевых сплавов

10 Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом методом последовательного проплавления при выполнении неловоротных стыковых

сварных соединений деталей из сталей аустенитного класса и железоникелевых сплавов

11 Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

при выполнении неповоротных стыковых сварных соединений труб

12 Параметры режимов ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

13 Параметры режимов ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в импульсном

режиме трубопроводов из сталей аустенитного класса

14 Параметры режимов полуавтоматической сварки в смеси защитных газов плавящимся

электродом трубных деталей из сталей аустенитного класса

15 Параметры режимов электрошлаковой сварки

16 Параметры режимов антикоррозионной и предварительной наплавок кромок лентами

из аустенитных сварочных материалов под флюсом

17 Параметры режимов ручной дуговой антикоррозионной наплавки покрытыми электродами

и предварительной наплавки кромок аустенитными сварочными материалами

18 Параметры режимов ручной дуговой наплавки покрытыми электродами уплотнительных

и направляющих поверхностей деталей из сталей

19 Параметры режимов автоматической дуговой наплавки порошковыми проволоками

под флюсом АН-26П уплотнительных и направляющих поверхностей деталей из сталей

20 Параметры режимов автоматической аргонодуговой наплавки плавящимися порошковыми

проволоками уплотнительных и направляющих поверхностей деталей из сталей

21 Параметры режимов ручной аргонодуговой наплавки уплотнительных и направляющих

поверхностей деталей из сталей

22 Параметры режимов плазменно-порошковой наплавки уплотнительных и направляющих

поверхностей деталей из сталей

23 Параметры режимов наплавки уплотнительных поверхностей из титановых сплавов

в защитной камере

24 Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки неповоротных стыков титановых

груб в защитной камере

25 Параметры режимов автоматической аргонодуговой импульсной сварки титановых труб

26 Параметры режимов ручной аргонодуговой сварки стыковых и угловых соединений

титановых труб в защитной камере

27 Параметры режимов ручной аргонодуговой сварки деталей и узлов из титановых листов

28 Параметры режимов ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом деталей

из алюминиевых сплавов

29 Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки неллавящимся электродом

деталей из алюминиевых сплавов

30 Параметры режимов полуавтоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом

деталей из алюминиевых сплавов

31 Параметры режимов автоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом

деталей из алюминиевых сплавов

32 Значение расхода защитного газа для обеспечения поддува или подачи в камеру

Введение

Настоящий стандарт, входящий в комплекс стандартов «Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок», устанавливает требования к применению сварочных материалов для выполнения сварных соединений и наплавок.

ГОСТ Р 59023.3—2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВАРКА И НАПЛАВКА ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Режимы сварки и наплавки

Welding and surfacing of equipment and pipelines of nuclear power ptants. Modes of welding and surfacing

Дата введения — 2022—02—01

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на сварку и наплавку оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, подпадающих под действие требований федеральных норм и правил в области использования атомной энергии [1] и [2].

1.2 Настоящий стандарт устанавливает требования к параметрам режимов сварки и наплавки при изготовлении, монтаже и ремонте оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 3.1109 Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий

ГОСТ Р 50.04.03 Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Оценка соответствия в форме испытаний. Аттестационные испытания технологий сварки (наплавки)

ГОСТ Р 58721 Соединения сварные из сталей марок 10ГН2МФА. 15Х2НМФА деталей оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Требования к сварке, наплавке и термической обработке

ГОСТ Р 58904 Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Общие термины

ГОСТ Р 59023.1 Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Материалы, применяемые для выполнения сварных соединений и наплавок

ГОСТ Р 59023.2 Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Основные типы сварных соединений

ГОСТ Р 59023.4 Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Подогрев при сварке (наплавке)

ГОСТ Р 59023.5 Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Термическая обработка сварных соединений и наплавленных деталей

ГОСТ Р 59023.6 Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Наплавка уплотнительных и направляющих поверхностей

ГОСТ Р ИСО 857-1 Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 17659 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого

стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана осыгвса на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 3.1109. ГОСТ Р 58904. ГОСТ Р ИСО 857-1 и ГОСТ Р ИСО 17659.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

S — номинальная толщина детали или сборочной единицы:

h —длина шага перемещения электрода;

d —диаметр сварочной проволоки;

U — напряжение на дуге;

V — скорость сварки/наплавки;

N — номер (число) прохода;

d„ — диаметр вольфрамового электрода;

d_fi — диаметр присадочной проволоки;

V_fi — скорость подачи проволоки;

О — расход защитного газа;

Т- — время импульса;

Т_р — время горения дуги до начала перемещения электрода;

D — номинальный диаметр свариваемых труб:

D_H — наружный диаметр свариваемых труб;

f — частота колебаний;

Т_г — время задержки электрода у кромки:

V_e — скорость колебания электрода.

4 Общие положения

4.1 В настоящем стандарте указаны категории сварных соединений в соответствии с [3].

4.2 При выборе сварочных материалов, типов сварных соединений, слособов сварки, параметров подогрева при сварке и наплавке, термической обработке сварных соединений и наплавленных деталей, наплавке уплотнительных и направляющих поверхностей следует руководствоваться требованиями (2]. ГОСТ Р 59023.1. ГОСТ Р 59023.2. ГОСТ Р 59023.4. ГОСТ Р 59023.5. ГОСТ Р 59023.6 и ГОСТ Р 58721.

4.3 Допускается применять режимы сварки и наплавки отличные от параметров настоящего стандарта указанные в технологии сварки (наплавки), аттестованной в соответствии с ГОСТ Р 50.04.03.

4.4 Характеристики тока (род и полярность) выбирают в соответствии с требованиями (2] и параметрами используемого при сварке оборудования, сварочных материалов и металла свариваемых деталей.

4.5 При выполнении сварки титановых и алюминиевых сплавов необходимо обеспечить защиту зоны сварки в соответствии с требованиями [2].

4.6 При выборе параметров расхода защитного газа следует руководствоваться требованиями (2] и настоящего стандарта.

5 Параметры режимов автоматической сварки деталей

из сталей под флюсом

5.1 Параметры режимов автоматической сварки деталей из сталей под флюсом приведены в таблице 5.1.

Аргонная (аргонодуговая) сварка – технология, принцип работы, обрудование

Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Hand arc welding. Acute and blunt weld joints. Main types, design elements and dimensions

Дата введения 1977-01-01

1. Настоящий стандарт устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений конструкций из углеродистых и низколегированных сталей, выполняемых ручной дуговой сваркой плавящимся электродом во всех пространственных положениях при толщине свариваемого металла до 60 мм включительно с расположением свариваемых деталей под острыми и тупыми углами.

Стандарт не устанавливает типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений трубопроводов и сварных швов, выполняемых сваркой с глубоким проплавлением.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2. Основные типы сварных соединений должны соответствовать указанным в табл.1.

3. Конструктивные элементы сварных соединений, их размеры и предельные отклонения по ним должны соответствовать указанным в табл. 2-17.

4. При двусторонней сварке допускается удалять ранее наложенный корень шва до чистого металла любым способом.

5. Допускается увеличение предельных отклонений усиления шва сварного соединения (g) и ширины шва (e), выполняемого в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях и на монтаже на 1 мм для s не более 26 мм и на 2 мм для s более 26 мм.

6. Если свариваемые кромки деталей имеют неодинаковую толщину, то разность толщин (s1 — s) необходимо выбирать по меньшей толщине (s) в соответствии с требованиями табл.18.

В этом случае подготовку кромок следует производить так же, как для кромок одинаковой толщины, конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры выполненного шва необходимо выбирать по большей толщине (s1).

При разности толщин кромок (s1 — s), свариваемых под углом B = 179°-160°, превышающей пределы, указанные в табл.18, на кромке, имеющей большую толщину, должен быть сделан скос с одной или с двух сторон длиной l, равной 5(s1 — s) при одностороннем превышении кромок и 2,5(s1 — s) при двустороннем превышении кромок до толщин тонкой кромки (s), как указано на черт.1, 2.

7. Допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более:

— 0,5 мм — для кромок толщиной до 4 мм;

— 1,0 мм — для кромок толщиной 4-10 мм;

— 0,1s, но не более 3 мм — для кромок толщиной более 10 мм.

8. При переменном угле сопряжения деталей шов делится на участки. Каждый участок сопрягаемых элементов выполняется в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Технологические особенности сварки

Наиболее знакомым всем примером использования сварки, выполняемой в среде аргона, выступает реставрация автомобильных дисков, изготовленных из легких сплавов, выполненных на основе алюминия. В процессе такой реставрации на автомобильных дисках завариваются трещины, полученные ими в процессе жесткой эксплуатации. Выполнить такую процедуру при помощи других методов соединения металла практически невозможно, поэтому технология аргонодуговой сварки в данной ситуации является практически безальтернативной.

Ремонт легкосплавных автомобильных дисков с помощью аргонной сварки

Технология выполнения аргонной сварки предполагает использование неплавящегося электрода, который изготавливается из вольфрама. Данный металл, как известно, обладает уникальными характеристиками: температура его плавления составляет 3410 градусов, кипения — 5900 градусов, и даже пребывая в раскаленном состоянии, он сохраняет свою исключительную твердость. Что важно, при выполнении одного метра сварного шва расходуется всего несколько сотых долей грамма вольфрама.

Стойкость неплавящихся электродов, выполненных из вольфрама, становится еще выше, если легировать данный материал оксидами редкоземельных металлов: церия, лантана, иттрия, тория, циркония и др. Электрод из вольфрама располагается в центре керамического сопла, через которое в зону выполнения сварочных работ подается защитный газ.

Параметры востребованных вольфрамовых электродов зарубежного производства (нажмите для увеличения)

Принцип выполнения сварочных работ, предполагающих использование неплавящегося электрода и защитного газа, заключается в следующем.

• К соединяемым деталям, как и при выполнении обычной дуговой сварки, подключается масса.
• Если выполняется ручная аргонодуговая сварка, то сварщик в правой руке удерживает горелку с неплавящимся электродом, а в левой — присадочный материал, из которого и формируется сварной шов.
• При нажатии кнопки на держателе между вольфрамовым электродом и поверхностью соединяемых деталей зажигается электрическая дуга, которая обеспечивает плавление кромок соединяемых деталей и присадочного материала. Такая дуга, по сути, является основным инструментом, используемым при выполнении аргонной сварки.
• В отличие от принципа выполнения обычной электросварки, соединение деталей из алюминия при помощи вольфрамового электрода и присадочного прутка не предполагает совершение последним поперечных движений, а только выполняемых в продольном направлении.

В качестве присадочного используется металл, по своему химическому составу максимально соответствующий составу материала, из которого изготовлены соединяемые детали. Основным назначением такого материала является заполнение зазора между соединяемыми деталями и, соответственно, формирование сварного шва.

Тепловая энергия, которая необходима для плавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала, формируется при помощи электрической дуги, горящей между электродом и поверхностью соединяемых деталей. Зона сварки, в которую нельзя допускать поступления азота и кислорода из окружающего воздуха, защищается при помощи аргона, вытесняющего данные газы из рабочей области.

Такая сварка по принципу своей работы представляет собой гибрид электрической и дуговой сварки. От электрической эта сварка получила дугу, создающую тепловую энергию, а от газовой — принцип защиты зоны сварки, для которой используется инертный газ аргон.

Какие способы сваривания существуют

Сварка нержавейки может осуществляться одним их трех методов:

• Покрытыми электродами;
• Вольфрамовыми электродами в защитной среде аргона;
• Полуавтоматом.

Технология предварительной подготовки нержавейки к свариванию схожа с подготовкой всех остальных низкоуглеродистых сталей: кромка металла зачищается стальной щеткой, а после – промывается любым доступным в домашних условиях растворителем.

Важный момент: при стыке элементов необходимо оставлять зазор для последующей усадки шва.

Важные характеристики нержавеющей стали

Сварка нержавеющей стали отличается от сваривания других металлов ввиду целого ряда особенностей, а именно:

• Низкая теплопроводность, что способствует повышенной концентрации тепла в зоне сваривания. В связи с этим подачу тока необходимо уменьшать примерно на 1/5 в сравнении со сваркой других сталей;
• Металл может деформироваться в процессе сварки ввиду высокого коэффициента линейного расширения. Между обрабатываемыми в домашних условиях деталями должны быть достаточные зазоры для литейной усадки. При отсутствии таковых изделия могут дать трещины;
• Электроды слишком сильно нагреваются по причине повышенного электрического сопротивления;

Чрезмерный нагрев стал основной причиной, по которой электроды производятся максимальной длиной 350 мм для снижения отрицательного эффекта.

• При неправильной температурной обработке нержавейка может утратить свои антикоррозионные свойства. Чтобы уменьшить межкристаллитную коррозию, изделие быстро охлаждают сразу после сваривания любым доступным способом.

Сварка нержавейки

Аргонодуговая сварка. Технология и оборудование

Без такой операции, как сварка сегодня не обходится ни одна стройка, ни одно производство, где необходимо соединить металлические детали. Этот вид соединения считается одним из быстрых и довольно качественных. Существует несколько видов сварки, но в этой статье, речь пойдет именно об аргонодуговой. Чем она примечательна, ее плюсы и минусы, все это будет рассмотрено ниже.

Технология

Аргонодуговая сварка ― это по сути та же ― электродуговая, но в ней используется инертный газ ― аргон, который подается в место горения электрической дуги. Международных обозначений аргонодуговая сварка имеет аж целых два- это TIG (сварка неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде газа — аргона) и MIG/MAG (сварка электродной проволокой в среде аргона или углекислого газа).

Таким образом, создается газовая среда, в которой происходит плавление металла. Благодаря тому, что аргон не вступает во взаимодействие с металлом, он не меняет его химический состав и это большой плюс. То, что этот газ тяжелее на 1/3 воздуха, способствует вытеснению последнего из среды дуги, и изоляции расплавленного металла от воздействия атмосферы.

Это защищает сварочный шов от образования оксидной пленки и в целом улучшает качество соединения металла. Бывают случаи, когда к аргону добавляют кислород в количестве 4%. Это обусловлено тем, что при сгорании кромок металла, внутри газовой среды, аргон полностью не защищает шов от разного рода загрязнений и влаги. А кислород сжигает эти вредные примеси, исключая образование пористости шва. Но это делают в основном там, где необходимо очень высокое качество сварочного соединения. Обычно достаточно одного аргона.

Принцип работы

Оборудование для аргонной сварки состоит из: сварочного аппарата ― в который входит инверторный преобразователь для образования электродуги, осциллятор, горелка, баллон с аргоном, газовые шланги и сварочные кабеля.

Аргонодуговая сварка (tig) неплавящимся электродом

Перед началом работы включается аппарат и подается аргон. Для образования электродуги, сварщик приближает вольфрамовый (при сварке неплавящим электродом) электрод на небольшое расстояние к детали. На этом этапе есть один важный нюанс. Дуга не сможет образоваться при прямом соединении электрода с деталью, как при электросварке. Это из-за того, что для создания в среде аргона дуги, необходима высокая ионизация. А так как вольфрамовый электрод тугоплавкий (температура плавления около 5000 °C) и практически не сгорает, отсутствует образование газов, способствующих ионизации и зажиганию дуги. Потому в таких случаях используется ― осциллятор.
Осциллятор ― это устройство, обычно установленное в сварочном аппарате для аргонодуговой сварки, которое зажигает электродугу в случае с неплавящим электродом. Происходит это следующим образом: поднося горелку с вольфрамовым электродом на небольшое расстояние к детали, осциллятор подает на электрод высоковольтный импульс высокой частоты, который электрически пробивает расстояние к детали образуя ионизацию в газовой среде. Благодаря этому происходит зажигание дуги и дальнейшее ее горение.

При использовании постоянного тока сварки, применяется подключение прямой полярности. То есть на корпус изделия подается «плюс», а на электрод «минус». Делается так потому, что при таком подключении, на детали, то есть «плюсе», выделяется до 70% тепла, а на электроде ― «минусе» всего 30%. Вследствие этого, металл детали плавится, а электрод меньше подвержен сгоранию. Исключением является сварка алюминия. В этом случае лучшие результаты получаются при сварке переменным током, так как при этом разрушается образование оксидной пленки. Что касается осциллятора, то при использовании переменного тока, после зажигания дуги, он переходит в режим стабилизации, подавая импульсы пробоя каждый раз, когда меняется полярность. Это обеспечивает стабильное горение электродуги.

Ввиду того, что вольфрамовый электрод не плавится, для образования шва в место горения дуги добавляется присадочный материал, который сварщик держит левой рукой, и при надобности подает.

В соединяемых деталях под действием температуры образуется ванночка с расплавленным металлом. Так как горелка имеет вход для подключения газового шланга, аргон по специальной полости проходит к газовому соплу и вырывается наружу между ним и вольфрамовым электродом. Таким образом, как бы «окутывая» электрод и варочную ванночку.

Помимо полости для газа, еще горелка имеет впускной и выпускной патрубки для подачи холодной жидкости и отвода нагретой. Это необходимо для охлаждения сопла горелки ввиду сильного перегрева.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

В этом случае, роль электрода выполняет стержень из металла, с нанесением рутила. При прямом касании электродом детали, происходит короткое замыкание (как при обычной электродуговой сварке), вследствие чего образуются пары расплавленного металла, которые и дают ионизацию в газовой среде аргона. Дуга зажигается благодаря этим парам, поэтому применение осциллятора в этом случае нет необходимости. Присадочная проволока подается вручную или специальным автоматизированным механизмом, в виде барабана с проволокой, роликов и электродвигателя с редуктором. Обычно такой вид оборудования находиться на специализированном сварочном посту.

Область применения

Аргонодуговая сварка (tig и mig/mag) с успехом применяется при соединении цветных металлов, легированных сталей и алюминия. Также она хороша при сварке алюминиевых и титановых сплавов. Например, легкосплавных дисков и других узлов автомобиля. При малой толщине свариваемых поверхностей, сварка аргоном может проводиться без дополнительных присадок.

Аргонная сварка плавящим электродом, применяется при соединении нержавеющей стали и алюминия.

Плюсы аргонодуговой сварки

Основными достоинствами аргонодуговой сварки являются:

1) высокое качество получаемого шва;

2) равномерное проплавление глубины металла;

3) незаменима при сваривании изделий из тонкого листового алюминия;

4) широкая сфера применения, начиная от автомастерских и заканчивая авиастроением;

5) не требует частой замены электрода, что не образует дефектов при остановке и возобновлении работы.

Недостатки аргонной сварки

1) при ручной сварке ― низкая производительность;

2) для качественной сварки, необходима высокая квалификация и достаточная практика;

3) автоматический вариант ― не всегда удобен, так как применяется для однопрофильных длинных швов. При сваривании коротких и разной ориентации соединений ― не практична;

Из рассмотренного выше понятно, что такой вид сварки намного эффективнее и универсальнее обычной электродуговой. Понятно, что для домашних целей это может быть дорогое удовольствие, но применяя эту технологию в бизнесе, оборудование с лихвой себя окупит за минимальный срок.

ГОСТ 14771-76: дуговая сварка в защитном газе: типы сварных швов

Сварка в защитной атмосфере — прогрессивная технология создания неразъемных соединений заготовок из цветных и черных металлов. Они используются в самых разных областях: от строительной до аэрокосмической. Чтобы гарантировать прочность и долговечность швов в ответственных конструкциях, ГОСТ 14771 76 «Швы сварных соединений сварка в защитных газах» регламентирует виды швов, способы разделки кромок, методики проверки качества и другие моменты.

Виды сварных соединений и швов

Сварка черных металлов и нержавейки, определяемая гост 14771 76, предусматривает следующие основные виды сварных соединений:

• стыковые;
• тавровые;
• внахлест;
• угловые.

Стыковое

Две листовых или трубных заготовки находятся в одной плоскости, шов заполняет небольшой зазор между ними. Это наиболее часто встречающийся тип. Он обеспечивает минимальный расход сварочных материалов и трудоемкости. Шов может быть односторонним, провариваемым только сверху, и двухсторонним, который варится последовательно (или одновременно) с двух сторон.

При сварке заготовок средней и большой толщины (более 4 мм), для обеспечения глубокого провара, кромки заготовок подвергают разделке, снимая с них фаски. Тип разделки зависит от односторонности шва и толщины листа

При толщине листа от 12 мм рекомендуется применять двусторонний шов и х-образную разделку. Это позволяет улучшить провар и сэкономить сварочные материалы.

Тавровое

Соединяет два листа (или полосы) одинаковой или разной толщины. В зависимости от нее применяется односторонний или двусторонний шов с разделкой либо без таковой.

Для лучшего проплавления металлических заготовок при выполнении такого шва заготовки размещают под углом 45 о к вертикали

Рекомендованное положение для сварки тавровых и угловых соединений.

Тавровое соединение следует проваривать с двух сторон. При толщине заготовок более 4 мм применяют разделку. В промышленных условиях сварка ведется механизированным способом на специальных стендах.

Угловое

Соединение применяется при сборке различных корпусов и сосудов. При возможности внутренний шов также рекомендуется варить под углом 45о, как и тавровый.

Внахлест

Используют для повышения прочности стыка, в этом случае проваривается с двух сторон. Применяется также при ремонте трубопроводов и сосудов из стали, при этом используется односторонний шов.

Классификация по другим признакам

Сварочные швы ГОСТ 14771-76 подразделяют также и по другим параметрам.

По степени выпуклости профиля они делятся на такие категории, как:

• выпуклые;
• обычные;
• вогнутые.

По пространственному положению различают:

• нижнее: наиболее удобное для формирования качественного шва;
• горизонтальное, появляется риск вытекания расплава;
• вертикальное: средний риск вытекания;
• потолочное: наиболее сложное, применяются специальные режимы, приемы и материалы.

Сварочные положения.

При нижнем положении также достигается наибольшая скорость сварки и общая производительность. Не требуется высокая квалификация работника.

Определение и особенности

Сварка ГОСТ 14771-76 осуществляется с применением нескольких видов процесса. Их расшифровка следующая:

1. ИН — в инертных газах неплавящимся электродом. Дуговая сварка проводится без применения присадочного прутка или проволоки. Электрическая цепь замыкается неплавким электродом на основе вольфрама. Используется для соединений с минимальным зазором, весь шовный материал формируется из металла заготовок. При работе следует руководствоваться ГОСТ на сварку аргоном.
2. ИНп – то же, но с присадочными материалами. Этот способ позволяет получать наиболее прочные швы. Присадочный пруток подается сварщиком в рабочую зону аргонодуговой сварки вручную. Проволока подается полуавтоматическим сварочным аппаратом с постоянной скоростью. Присадочный материал плавится и входит в состав материала шва. Процесс описывается отдельным ГОСТ на сварку полуавтоматом. Присадочная проволока, ее состав, размеры и механические свойства также описывается в ГОСТ на полуавтоматическую сварку в защитном газе.
3. ИП — в инертных газах и их смесях с Co2 и кислородом плавящимся электродом. В этом случае электрод замыкает электрическую цепь и одновременно служит источником присадочного материала, плавясь и пополняя сварочную ванну.
4. УП — в углекислом газе плавящимся электродом. Технология аналогична ИП, но вместо дорогих инертных газов применяется углекислый газ. Качество соединения получается ниже, используется для массового выполнения менее ответственных соединений.

При выпуске чертежа согласно ГОСТ на сварку металлоконструкций в газовой среде 14771 76 на нем рядом со стыком обязательно обозначается вид сварки. В обозначение также могут входить рекомендованное сварочное положение и способ разделки.

Конструктивные элементы и размеры

В это понятие входят размеры для разделки кромок и геометрические параметры шва:

• зазор b— расстояние, разделяющее торцы заготовок (b);
• притупление с — остающаяся прямой часть кромки над скосом;
• угол разделки α — измеряется между разделанными на скос кромками;
• угол скоса кромки β — измеряется между плоскостями скоса и торцевой.

Конструктивные параметры для разных видов соединений.

Кроме того, для швов определяются следующие важные параметры и их обозначения:

• ширина e: измеряется между его границами на лицевой стороне;
• усиление стыка q: высота шовного материала, выступающего над заготовкой;
• то же для углового q: выпуклость над линией, соединяющей границы;
• глубина проплавления h: расстояние от поверхности заготовки до нижней части шовного материала;
• катет k: расстояние между границами для углового соединения;
• толщина t или α: сумма глубины проплавления и усиления.

Геометрические параметры соединений.

[stextbox таврового и нахлесточного соединения измеряются и обозначаются на чертеже так же, как и для углового.[/stextbox]

Глубина провара обычно задается равной толщине заготовки.

Проверка сварных швов на герметичность керосином

При монтаже сосудов и трубопроводов необходимо проверять герметичность каждого заваренного стыка. Швы на других конструкциях также требуется проверять на плотность и отсутствие микродефектов. Такие проверки регламентированы ГОСТ 3242-79, озаглавленным «Соединения сварные методы контроля качества». Метод керосиновой пробы использует уникальное свойство этого вещества- очень высокую текучесть. Керосин обладает низкой вязкостью, растворяет жировые пленки и способен проникать в самые мелкие поры и трещинки.

С одной стороны шва наносят мелкодисперсный индикаторный состав (например, мел), а другую смачивают небольшим количеством керосина. Жидкость просачивается через неплотности сварного соединения и окрашивает индикаторный порошок. Так можно локализовать дефекты, не видимые невооруженным глазом, не прибегая к аппаратным методам неразрушающего контроля.

Применяют несколько разновидностей метода керосиновой дефектоскопии:

• обычный: индикаторный состав и жидкость наносятся подл атмосферным давлением;
• пневматический: проверяемое соединение обдувают сжатым воздухом, ускоряя проникновение керосина в поры;
• вакуумный: со стороны индикаторного состава создают разрежение, «вытягивающее» индикаторную среду из пор и трещин;
• вибрационный: в контролируемом изделии с помощью пьезоэлектрических вибраторов возбуждаются колебания высокой частоты(ультразвук), они также повышают проницаемость шовного материала для молекул керосина.

Если требуется повысить разрешающую способность метода, применяют окрашенный различными цветными пигментами керосин — цветная дефектоскопия. Таким способом обнаруживаются трещины и поры размером до одной десятой миллиметра. Толщина испытываемых деталей достигает 25 мм.

На точность метода сильно влияет степень очистки индикаторной жидкости на основе керосина. Загрязнения, особенно масложировые, существенно снижают его проникающую способность и возможность проверить шов. Поэтому для контроля используют специальный керосин высокой очистки, а поверхность изделия тщательно обезжиривают.

Капиллярный контроль

Дефектоскопия по этому методу регламентирована ГОСТ 18442-80 «Капиллярный контроль сварных соединений». Он основан на свойстве сверхтекучих жидкостей проникать через капилляры — мельчайшие отверстия в материале шва.

Способ обладает следующими достоинствами:

• простота применения;
• дешевизна;
• безопасность;
• быстрота.

Присущи способу и недостатки:

• выявляется ограниченный перечень дефектов;
• требуется определенная ориентация испытуемого изделия в пространстве, что бывает сложным при больших его размерах;
• требуются расходные материалы высокой чистоты.

Капиллярный способ контроля используется как промышленными предприятиями, так и небольшими мастерскими и даже домашними умельцами. Он не требует специального обучения и дорогостоящей аппаратуры, как ультразвуковой или лазерный контроль. Сложное и опасное связанное с радиацией оборудование, организация его сохранности, требуемая ГОСТ на рентгенографический контроль, не требуется

Стандарт описывает следующие этапы проведения контроля:

1. Очистка проверяемой поверхности. Требуется удалить как механические загрязнения (стружку, окалину, пыль) так и полностью очистить поверхность от масложировых отложений, которые препятствуют проникновению индикаторной жидкости в материал изделия.
2. Просушка.
3. Нанесение проникающего состава, или пенетранта. Состав обычно окрашивают в красный или синий цвет. Необходимо соблюдать температурный режим, указанный в инструкции. Обычно это от +5 до +50 о С.
4. Удаление излишков состава, сушка изделия сжатым воздухом.
5. Нанесение проявляющего компонента. Обычно это состав белого цвета.
6. Визуальный контроль поверхности. В местах нахождения дефектов слой проявляющего состава окрашивается. По форме пятен и интенсивности окраски судят о размерах и месте расположения дефекта.
7. Документальная фиксация результатов проверки, промывка поверхности от остатков индикаторного и проявляющего составов.

[stextbox окончания ремонтных работ, согласно требованию ГОСТ, для обнаружения дефектов сварных швов, капиллярную проверку проводят повторно.[/stextbox]

Заключение

Государственный стандарт подробно описывает основные виды сварных соединений, их геометрические параметры, способы и виды, применяемые для сварки стальных сплавов в защитной атмосфере. Следуя этим требованиям, сварщик обеспечивает высокую долговечность и прочность швов. Капиллярный метод неразрушающего контроля позволяет убедиться в качестве соединения и отсутствии дефектов.

10 фактов о TIG-сварке

Содержание

Содержание

Сварка аргоном, также именуемая, как TIG-сварка, является универсальной. С ее помощью можно сваривать любые виды металлов. От сварщика потребуются только мастерство, умение подбирать присадки и наличие баллона с инертным газом – аргоном. Основной принцип аргонодуговой сварки – сваривание металлов и их сплавов в среде инертного газа неплавящимся электродом.

Факты о названии сварки

1. Маркировка буквами латинского алфавита

Интересно, что название данного вида сварки несколько отличается в разных странах, и незнание маркировки может ввести в заблуждение разнообразием аббревиатур. Например, в англоязычных странах аббревиатура, которой маркируется аргонодуговые сварочные инверторы – это TIG. Расшифровывается как «Tungsten Inert Gas» – сварка вольфрамовым (на шведском вольфрам – «tungsten») электродом в среде инертного газа. Именно эта маркировка часто употребляется на территории Европы и Средней Азии.

В Германии, в связи с особенностями немецкого языка маркировка состоит из букв WIG, то есть Wolfram Inert Gas. В Соединенных Штатах Америки аббревиатура GTAW или же Gas Tungsten Arc Welding, то есть сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа.

2. На территории Российской Федерации дуговая сварка в среде защитного газа имеет собственные обозначения

Согласно ГОСТ 14776-79, технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом обозначается ИН и ИНп. Маркировка ИН говорит о том, что сварочный процесс производится в среде инертного газа, при помощи неплавящегося электрода. Если же используются присадочные металлы, добавляется маленькая буква «п».

3. Как правильно говорить: «аргонно-дуговая» или «аргонодуговая» сварка?

Согласно ГОСТ 2601-84, существует единственно верное понятие аргонодуговой сварки.

Мифы о TIG-сварке

Существует ряд заблуждений и мифов, которые связаны со сварочным процессом в аргоновой среде. Важно знать, что сварочный процесс сам является опасным и вредным видом деятельности, а работа в среде защитных газов усугубляет ситуацию. В связи с этими факторами разработан комплекс обязательных мер и условий по обеспечению безопасности сварщика. Но при их несоблюдении может возникнуть целый ряд опасных ситуаций для жизни и здоровья рабочего, которые со временем превращаются в мифические утверждения о вреде и сложности сварочного процесса.

1. При сварке в аргоновой среде, аргон губительно воздействует на сварщика

Обратимся к химии. Данный газ является химически инертным и занимает третье место по объему в атмосфере планеты Земля после азота и кислорода. Аргон не обладает каким-либо характерным запахом, вкусом и цветом. Он не токсичен и не взрывоопасен.

Он весит практически в 1,4 раза тяжелее чем воздух и способен вытеснять кислород. И при работе с данным газом если не соблюдать меры безопасности он может привести к потере сознания и головокружению, если попадет в дыхательные пути человека.

Правила, которые обеспечат полную безопасность сварного при работе с аргоном:

1. Работать нужно в помещениях, где установлены вытяжки в полу, или же на расстоянии 20-30 см от уровня пола. В таком случае аргон, который спускается вниз будет выводиться из помещения и будет поддерживаться оптимальный уровень кислорода в помещении.
2. При осуществлении потолочных и вертикальных швов в аргоновой среде необходимо использовать средства индивидуальной защиты, например, шланговый противогаз.
3. Контролировать уровень кислорода в рабочем помещении во время работы с аргоном. Ручные и автоматические измерительные приборы должны показывать, как минимум, 20% наличия O2 в помещении.

2. Аргонодуговая сварка влияет на мужское здоровье

Данный миф распространен среди учеников сварщиков и любителей. Возникновение убеждения связано с низкой осведомленностью о технологии сварки и сварочном процессе в среде инертного газа. По мнению распространителей мифа, все дело в использовании слабого радиоактивного металла – оксида тория. Он нужен для заточк вольфрамовых электродов, однако его содержание не превышает допустимого количества, поэтому мнение считается ошбочным.

Если соблюдать меры безопасности при заточке электрода – надевать респиратор, включать вытяжку и хранить не более трех килограммов ториево-вольфрамовых электродов в одном месте – все будет в порядке.

Вольфрамовая пыль, как и прочие мелкие частицы иных металлов, раздражает дыхательные пути, но радикально повлиять на здоровье человека не может. Важно учитывать, что современные технологии производства вольфрамовых электродов создают безопасные и эффективные соединения, которые не были доступны в начале и середине XX века – во время возникновения мифа.

3. TIG-сварка «капризна» в работе

В подавляющем большинстве аргоновые TIG-аппараты оснащены большим количеством надстроек и регуляторов, нежели MMA-инверторы для ручной дуговой сварки и MAG-инверторы для полуавтоматической сварки.

Поэтому сварщик, работающий с TIG, должен иметь либо специализацию на данном виде сварки, либо высший разряд. Тогда весь спектр возможностей используется, а сварное соединение будет оптимальным.

Для осуществления сварочного процесса каждый работник должен:

• настроить сварочный TIG-инвертор и выбрать оптимальный сварочный ток;
• в зависимости от тока, а также изделия подобрать диаметр вольфрамового неплавящегося электрода;
• определить вид металла и сплава изделия и выбрать присадочные прутки;
• по возможности выбрать оптимальный вариант инертного газа, точнее его состава (может использоваться как чистый аргон и его смеси, а также гелий).

При соблюдении всех этапов, сварщик осуществляет сварочный шов на любом металлическом изделии. Причем данный вид сварки является универсальным, но используется не часто из-за большей материалоемкости. А во время сварочного процесса отсутствуют искры и шлак.

Факты о сварочных инверторах

1. TIG-инвертор имеет большее число надстроек и регуляторов нежели инверторы, работающие в среде активных газов – углекислого газа и кислорода

Данная особенность TIG-сварки обусловлена большой разновидностью углеродистых, а также высоко-, средне- и низколегированных сталей. Каждая имеет свои особенности и характеристики, на основе которых к стали должен подбираться оптимальный уровень напряжения тока. Толщина металла и наличие примесей в конструкции и изделии также требуют дополнительных настроек аппарата.

2. При аргонодуговой сварке важно контролировать целостность шлангов, которые соединяют баллон и TIG-инвертор

Наличие необходимого давления газа при работе позволит создать равномерный и хорошо проваренный шов. Также целостность шлангов подачи газа предотвратит нецелевой расход инертного газа и наступление опасной для здоровья ситуации.

3. Прототипом вольфрамового электрода для TIG-инвертора была вольфрамовая нить

В 1916 году американский ученый Ирвинг Ленгмюр опытным путем определил, что вольфрамовая нить, используемая в обыкновенной лампочке накаливания, станет лучше передавать заряд если покрыть её оксидом тория. Данное открытие стало предпосылкой для создания вольфрамовых электродов, которые используются в аргонодуговой сварке.

4. TIG-инвертор требует ухода

Как и любой сварочный инвертор, TIG-аппарат имеет множество мельчайших деталей, элементов и плат. Во время работы с металлическими конструкциями и изделиями в воздухе появляются частицы сталей и пыли, которые оседают как на внешнем корпусе сварки, так и внутри нее, попадая через вентиляционные отверстия.

Поэтому после работы с аппаратом важно очистить его от пыли и загрязнений, например, слабым потоком сжатого воздуха. Также нужно обязательно проверять исправность TIG-инвертора, рукава, горелки и массы до и после эксплуатации.