Nejlepší postupy pro svařování tenkých kovů

Nejlepší postupy pro svařování tenkých kovů

Co je třeba vědět před svařováním tenkých kovů

Výroba tenkých kovů zaujímá v USA velkou část tohoto odvětví. Patří sem různé tvary trubek, úhelníků a plochých plechů, typicky o tloušťce 24 G až 5 mm a obvykle vyrobené z nerezové oceli, uhlíkové oceli, pozinkované oceli nebo hliníku. Chcete-li určit nejlepší proces svařování, ochranný plyn a elektrodu, začněte posouzením daného použití. Jaký je typ podkladového materiálu, jeho tloušťka, stav a čistota, poloha svařování, dostupné svařovací zařízení a dovednosti svářeče? Mějte na paměti nutnost používání patřičných osobních ochranných prostředků, které jsou důležité při svařování nerezové nebo pozinkované oceli.

Při svařování tenkého kovu je cílem minimalizovat deformace a rozstřik, zabránit propálení a vytvořit pevný svar s odpovídajícím tavením.

Zde uvádíme nejlepší postupy svařování tenkých kovů pro zajištění dobré kvality spoje:

Svařování obyčejné uhlíkové oceli

Svařování obyčejné uhlíkové oceli pomocí obloukového svařování kovů v ochranném plynu (GMAW)

U aplikací s obyčejnou uhlíkovou ocelí máte mnoho možností. Pro nejtenčí kov o tloušťce asi do 14 G zkuste použít proces obloukového svařování v ochranném plynu (GMAW) v režimu zkratového přenosu (SCT) s přídavným kovem o průměru 0,023 palce (0,58 mm), klasifikace E70-S2, S3 nebo S6 a směs ochranného plynu v poměru 75 % Ar/25 % CO2. U materiálu o průměru 14 G až 4,8 mm zvažte použití přídavného kovu o průměru 0,75 mm.

Další potenciální možností je použití pulzního svařování GMAW s ochranným plynem s vysokým obsahem argonu, např. 95 % Ar/5 % CO2, nebo směs argon/kyslík. Zařízení schopné provádět pulzní svařování GMAW je dražší, ale nabízí velmi atraktivní výhody. Pulzní svařování umožňuje zvýšenou kontrolu nad svařovacím obloukem, nabízí širokou škálu provozních parametrů a vytváří malý rozstřik.

Při svařování v režimu SCT byste měli používat buď mírný odpor nebo neutrální úhel pistole vzhledem ke směru pohybu, což by mělo vytvářet jen malé množství rozstřiku. U pulzního svařování svařujte úhlem vpřed nebo táhněte svarovou lázeň, abyste zjistili, co vytváří nejlepší vzhled housenky. Mějte na paměti, že byste neměli couvat do lázně, protože to ruší pulzní funkci.

Svařování obyčejné uhlíkové oceli plněnou elektrodou (FCAW)

Další možností je obloukové svařování plněnou elektrodou (FCAW), i když není ideální, protože vytváří ochrannou vrstvu strusky, kterou je třeba po svařování odstranit. Ve srovnání se svařováním GMAW má nižší účinnost odtavení a vytváří větší množství kouře a rozstřiku při svařování. Opět platí, že použití elektrody s malým průměrem pomůže udržet tepelný příkon na nízké úrovni. Tento proces je nejpřínosnější při svařování na staveništi, kde lze použít plněnou elektrodu s vlastní ochranou. Není vyžadován žádný vnější ochranný plyn a většinou elektrod je veden záporný stejnosměrný proud, což znamená, že většina tepla je generována v drátu z přídavného kovu a ne v podkladovém materiálu. Na druhé straně při použití metody GMAW vede v elektrodě kladný stejnosměrný proud, což vytváří většinu tepla v podkladovém materiálu.

Svařování obyčejné uhlíkové oceli pomocí obloukového svařování v ochranném plynu s wolframovou elektrodou (GTAW)

Proces obloukového svařování v ochranném plynu s wolframovou elektrodou (GTAW) funguje skvěle v nízkoobjemových nebo vysoce kvalitních svařovacích aplikacích. Mezi výhody tohoto procesu patří vysoce kvalitní svary, žádný rozstřik a nejlepší možné natavení. V některých případech není nutný přídavný kov. To je určeno sestavením spoje. Mějte na paměti, že tento proces vyžaduje větší dovednosti svářeče. Chcete-li minimalizovat deformace, použijte malou wolframovou elektrodu, například o průměru 2,4 mm, a obruste ji do špičky rovnoběžně s délkou elektrody. Jako ochranný plyn je nejlepší použít 100% argon.

U některých aplikací může být nutné použít u spojů svařování tavící se elektrodou v ochranném plynu. Dbejte na to, abyste zvolili elektrodu s malým průměrem, používali nízkou intenzitu proudu a udržovali vysokou rychlost posuvu, abyste vznikl dobrý svar po celém obvodu v poloze vodorovné i vodorovné shora. Pokud můžete svařovat pouze ve svislé poloze, zvyšte svařovací proud přibližně o 25 procent a svařujte ve směru svisle dolů. To vyžaduje určitou praxi, ale můžete tak vytvořit dobrý svar. Častěji používanou metodou je svařování v poloze svisle vzhůru, to však není ideální u tenkých kovů.

Svařování nerezové oceli

U nerezové oceli se používají podobné svařovací techniky a strategie jako u uhlíkové oceli. Preferovanou metodou je pulzní svařování GMAW, ale pokud je jedinou dostupnou možností svařování SCT, zvyšte indukčnost napájecího zdroje (je-li to možné), abyste měli větší kontrolu nad svarem.

Hlavním rozdílem je výběr odpovídajícího přídavného kovu k podkladovému kovu. Při svařování nerezové oceli 304 použijte přídavný kov 308 a pro nerezovou ocel 316 použijte přídavný kov 316. Při navařování nerezové oceli na uhlíkovou ocel použijte přídavný kov 309. Vhodné směsi ochranného plynu pro svařování nerezové oceli metodou GMAW mají vysoký obsah argonu, např. 98 % Ar/2 % O nebo CO2. K dispozici jsou směsi tří nebo dokonce i čtyř plynů s použitím i jiných plynů, jako je dusík nebo helium, ty ale nejsou levné. Pečlivě posuďte dané použití a rozhodněte, co je potřeba. Svařování nerezové a uhlíkové oceli plněnými elektrodami vyžaduje ochranný plny ve složení buď 100 % CO2 nebo 75 % Ar/25 % CO2.

Svařování hliníku

Při svařování hliníku je důležitá příprava spoje před svařováním. Všechny procesy svařování profitují z čistého svařovacího spoje, ale hliník je jedinečný v tom, že má silnou oxidovou vrstvu, která má vyšší bod tání než podkladový materiál. Příprava spoje očištěním drátěným kartáčem nebo obroušením vrstvy oxidu a jeho očištění pomocí rozpouštědla usnadní svařování a povede k čistšímu svaru.

Běžně používané druhy hliníku obvykle vyžadují přídavný kov ER4043/ER4047 nebo ER5356. Dbejte na to, aby přídavný kov odpovídal podkladovému materiálu. U svařování GMAW velmi dobře fungují směsi ochranného plynu s alespoň 50 procenty helia a argonovou rovnováhou, ty jsou však také drahé. Pokud je to problém, lze použít i 100% argon. Pro svařování GTAW použijte 100% argon a wolframovou elektrodu s malým průměrem s 2% příměsí ceru.

Svařování pozinkovaného kovu se bude řídit některými stejnými pokyny jako svařování uhlíkové oceli, s výjimkou případu, kdy se jedná o pozinkovaný povrch, který není vhodný ke svařování a obvykle vytváří pórovité svary s nevzhlednou housenkou. Používáte-li svařování GMAW, vyberte si ochranný plyn s vysokým obsahem CO2, např. směs 75 % Ar/25 % CO2. Oxid uhličitý je aktivní plyn, to znamená, že napomáhá při čištění svarové lázně a může pomoci předcházet pórovitosti. Použití mírně vyššího napětí a nižších rychlostí posuvu může navíc poskytnout dostatečný čas na odplynění svařovací lázně a na hladší navázání přechodů svaru.

Další možností je použití plněné elektrody s menším průměrem, např. typu s dvojitou ochranou. Tato elektroda vytváří pomocí vnitřního tavidla ochrannou vrstvu strusky a pomocí ochranného plynu čistí a chrání tuhnoucí svarovou lázeň. Protože v tomto procesu jsou dva způsoby čištění, můžete dosáhnout nejlepšího vzhledu housenky a kvality svaru i při nižší účinnosti odtavení.

I když jsme nepokryli všechna použití, scénáře nebo podkladové materiály, měly by vám tyto informace poskytnout dobrý výchozí bod.