Abstract: La saldatura a gas inerte di tungsteno è un metodo di saldatura molto importante nella moderna produzione industriale. Questo documento analizza lo stress del pool di saldatura della lamiera di acciaio inossidabile e la deformazione della saldatura della lamiera sottile e introduce gli elementi essenziali del processo di saldatura e l'applicazione pratica della saldatura manuale a gas inerte di tungsteno di lamiere sottili di acciaio inossidabile.
Introduzione
Con il continuo sviluppo della moderna industria manifatturiera, le lamiere sottili di acciaio inossidabile sono ampiamente utilizzate nella difesa, nell'aviazione, nell'industria chimica, nell'elettronica e in altri settori, e anche la saldatura di lamiere sottili di acciaio inossidabile da 1-3 mm è in aumento. Pertanto, è assolutamente necessario padroneggiare gli elementi essenziali del processo di saldatura di lamiere sottili in acciaio inossidabile.
La saldatura a gas inerte di tungsteno (TIG) utilizza l'arco pulsato, che ha le caratteristiche di basso apporto di calore, calore concentrato, piccola zona interessata dal calore, piccola deformazione della saldatura, apporto di calore uniforme e migliore controllo dell'energia della linea; il flusso d'aria protettivo ha un effetto di raffreddamento durante la saldatura, che può ridurre la temperatura superficiale del bagno di fusione e aumentare la tensione superficiale del bagno di fusione; TIG è facile da usare, facile da osservare lo stato del bagno di fusione, saldature dense, buone proprietà meccaniche e bella formatura della superficie. Attualmente il TIG è ampiamente utilizzato in vari settori, soprattutto nella saldatura di lamiere sottili di acciaio inossidabile.
1. Elementi tecnici essenziali della saldatura con gas inerte di tungsteno
1.1 Selezione della saldatrice a gas inerte di tungsteno e polarità di alimentazione
Il TIG può essere suddiviso in impulsi DC e AC. Il TIG a impulsi CC viene utilizzato principalmente per la saldatura di acciaio, acciaio dolce, acciaio resistente al calore, ecc., mentre il TIG a impulsi CA viene utilizzato principalmente per la saldatura di metalli leggeri come alluminio, magnesio, rame e sue leghe. Sia gli impulsi CA che quelli CC utilizzano alimentatori con caratteristiche di caduta ripida. La saldatura TIG di lamiere sottili di acciaio inossidabile utilizza solitamente una connessione CC positiva.
1.2 Elementi tecnici essenziali della saldatura manuale a gas inerte di tungsteno
1.2.1 Inizio dell'arco
L'innesco dell'arco ha due forme: innesco dell'arco senza contatto e in cortocircuito con contatto. Il primo non ha contatto tra elettrodo e pezzo ed è adatto sia per la saldatura DC che AC, mentre il secondo è adatto solo per la saldatura DC. Se per avviare l'arco si utilizza il metodo del cortocircuito, l'arco non deve essere avviato direttamente sulla saldatura, poiché è facile produrre un bloccaggio o un'adesione del tungsteno con il pezzo in lavorazione, l'arco non può essere immediatamente stabile e l'arco è facile per sfondare il materiale genitore. Pertanto, è necessario utilizzare una piastra di avvio dell'arco. Una piastra di rame dovrebbe essere posizionata vicino al punto di inizio dell'arco. L'arco dovrebbe essere avviato prima su di esso, quindi la testa dell'elettrodo di tungsteno dovrebbe essere riscaldata ad una certa temperatura prima di passare alla parte da saldare. Nella produzione effettiva, TIG utilizza spesso un avviatore per innescare l'arco. Sotto l'azione della corrente ad alta frequenza o della corrente pulsata ad alta tensione, il gas argon viene ionizzato e l'arco viene avviato.
1.2.2 Posizionamento della saldatura
Durante la saldatura di posizionamento, il filo di saldatura deve essere più sottile del filo di saldatura comunemente utilizzato. Poiché la temperatura è bassa e il raffreddamento è rapido durante la saldatura a punti, l'arco rimane a lungo ed è facile che si bruci. Quando si esegue la saldatura in posizione fissa a punti, il filo di saldatura deve essere posizionato sulla parte saldata a punti e l'arco deve essere spostato sul filo di saldatura una volta che si è stabilizzato. Dopo che il filo di saldatura si è sciolto e si è fuso con i materiali principali su entrambi i lati, l'arco viene rapidamente arrestato.
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1.2.3 Saldatura normale
Quando si utilizza il normale TIG per la saldatura di lamiere di acciaio inossidabile, la corrente viene considerata un valore piccolo. Tuttavia, quando la corrente è inferiore a 20 A, è facile che si verifichi una deriva dell'arco e la temperatura del punto catodico è molto elevata, il che causerà riscaldamento e bruciatura nell'area di saldatura e deteriorerà le condizioni di emissione degli elettroni, causando il salto continuo del punto catodico , rendendo difficile il mantenimento della normale saldatura. Quando si utilizza il TIG pulsato, la corrente di picco può rendere l'arco stabile e avere una buona direttività, facilitando la fusione del materiale principale e la sua formazione, e alternandosi ciclicamente per garantire il regolare avanzamento del processo di saldatura, in modo da ottenere una saldatura con buone prestazioni, bell'aspetto e pozze di fusione sovrapposte.
2. Analisi della saldabilità di lamiere di acciaio inossidabile
Le proprietà fisiche e la forma della piastra della lamiera di acciaio inossidabile influiscono direttamente sulla qualità della saldatura. La lamiera di acciaio inossidabile ha una piccola conduttività termica e un grande coefficiente di dilatazione lineare. Quando la temperatura di saldatura cambia rapidamente, lo stress termico generato è elevato ed è facile bruciare, sottosquadro e deformazione delle onde. La saldatura di lamiere di acciaio inossidabile adotta principalmente la saldatura di testa a piastra piana. Il bagno di fusione è influenzato principalmente dalla forza dell'arco, dalla gravità del metallo del bagno di fusione e dalla tensione superficiale del metallo del bagno di fusione. Quando il volume, la massa e la larghezza del metallo fuso sono costanti, la profondità del bagno fuso dipende dalla dimensione dell'arco. La profondità del fuso e la forza dell'arco sono correlate alla corrente di saldatura, mentre la larghezza del fuso è determinata dalla tensione dell'arco.
Maggiore è il volume del bagno fuso, maggiore è la tensione superficiale. Quando la tensione superficiale non riesce a bilanciare la forza dell'arco e la gravità del metallo fuso, causerà la combustione del bagno fuso. Inoltre, la saldatura verrà riscaldata e raffreddata localmente durante il processo di saldatura, causando sollecitazioni e deformazioni irregolari. Quando l'accorciamento longitudinale della saldatura produce uno stress sul bordo della lamiera sottile che supera un certo valore, si produrrà una deformazione dell'onda più grave, compromettendo la qualità estetica del pezzo. Con lo stesso metodo di saldatura e parametri di processo, l'utilizzo di elettrodi di tungsteno di forme diverse per ridurre l'apporto di calore sul giunto di saldatura può risolvere problemi come la bruciatura della saldatura e la deformazione del pezzo.
3. Applicazione della saldatura manuale a gas inerte di tungsteno nella saldatura di lamiere di acciaio inossidabile
3.1 Principio di saldatura
La saldatura a gas inerte di tungsteno è una saldatura ad arco aperto con arco stabile e calore concentrato. Sotto la protezione del gas inerte (argon), il bagno di saldatura è puro e la qualità della saldatura è buona. Tuttavia, quando si salda l'acciaio inossidabile, in particolare l'acciaio inossidabile austenitico, è necessario proteggere anche la parte posteriore della saldatura, altrimenti si causerà una grave ossidazione, influenzando la formazione della saldatura e le prestazioni di saldatura.
3.2 Caratteristiche di saldatura
La saldatura della lamiera di acciaio inox ha le seguenti caratteristiche:
1) La conduttività termica della lamiera di acciaio inossidabile è scarsa ed è facile bruciarla direttamente.
2) Durante la saldatura non è richiesto alcun filo di saldatura e il materiale principale viene fuso direttamente.
Pertanto, la qualità della saldatura delle lamiere di acciaio inossidabile è strettamente correlata a fattori quali operatori, attrezzature, materiali, metodi di costruzione, ambiente esterno durante la saldatura e rilevamento.
Nel processo di saldatura della lamiera di acciaio inossidabile, non sono richiesti materiali di saldatura, ma i seguenti materiali devono essere relativamente elevati: in primo luogo, la purezza, la portata e il tempo di flusso dell'argon del gas argon e, in secondo luogo, l'elettrodo di tungsteno.
1) Argon
L'argon è un gas inerte e non è facile reagire con altri materiali e gas metallici. Poiché il flusso di gas ha un effetto di raffreddamento, la zona della saldatura interessata dal calore è piccola e la deformazione della saldatura è piccola. È il gas di protezione ideale per la saldatura ad arco con gas inerte di tungsteno. La purezza dell'argon deve essere superiore al 99,99%. L'argon viene utilizzato principalmente per proteggere efficacemente il bagno di fusione, impedire all'aria di erodere il bagno di fusione e causare ossidazione durante la saldatura e isolare efficacemente l'area di saldatura dall'aria, in modo che l'area di saldatura sia protetta e le prestazioni di saldatura siano migliorate.
2) Elettrodo di tungsteno
La superficie dell'elettrodo di tungsteno deve essere liscia, l'estremità deve essere affilata e la concentricità è buona. In questo modo, l'arco ad alta frequenza è buono, la stabilità dell'arco è buona, la profondità di fusione è profonda, il bagno di fusione può rimanere stabile, la saldatura è ben formata e la qualità della saldatura è buona. Se la superficie dell'elettrodo di tungsteno è bruciata o sono presenti difetti come sostanze inquinanti, crepe, fori di ritiro, ecc. sulla superficie, è difficile che l'arco ad alta frequenza si inneschi durante la saldatura, l'arco è instabile, l'arco presenta deriva, l'arco il bagno di fusione è disperso, la superficie è espansa, la profondità di fusione è bassa, la saldatura è poco formata e la qualità della saldatura è scarsa.
4. Conclusione
1) La saldatura ad arco con gas inerte di tungsteno ha una buona stabilità e le diverse forme degli elettrodi di tungsteno hanno una grande influenza sulla qualità della saldatura delle piastre sottili di acciaio inossidabile.
2) La saldatura con elettrodo inerte di tungsteno con estremità a cono a sommità piatta può migliorare la velocità di formazione su due lati della saldatura su un solo lato, ridurre la zona interessata dal calore della saldatura, rendere la saldatura bella e avere buone proprietà meccaniche complete.
3) L'utilizzo del metodo di saldatura corretto può prevenire efficacemente i difetti di saldatura.
Orario di pubblicazione: 21 agosto 2024
