Chociaż proces spawania nie stanowi-tak zwanej tajemnicy technicznej, w samym procesie spawania istnieje wiele technik, metod i procesów spawania, które mogą ułatwić proces spawania. Procesy te nazywane są wiedzą techniczną-. Techniczna wiedza spawalnicza-może zaoszczędzić czas, koszty i pracę, a nawet określić sukces lub porażkę, zysk lub stratę w spawaniu.
Większość procesów spawalniczych opiera się głównie na badaniach naukowych, a niektóre procesy spawalnicze opierają się na rzeczywistym doświadczeniu spawalniczym. W artykule przedstawiono syntezę doświadczeń spawalniczych w praktyce.
1. Problemy i rozwiązania procesu spawania
1.1 Spawanie grubych i cienkich blach
1. Jeśli spawasz elementy stalowe metodą spawania łukowego w osłonie gazu (GMAW) i spawania łukowego-z topnikiem (FCAW), jeśli grubość blachy przedmiotu obrabianego przekracza maksymalny prąd spawania, jaki może osiągnąć spawacz, jak sobie z tym poradzić?
Rozwiązaniem jest wstępne podgrzanie metalu przed spawaniem. Użyj propanu, standardowego palnika spawalniczego na gaz lub acetylen, aby wstępnie podgrzać obszar spawania przedmiotu obrabianego w temperaturze podgrzewania wstępnego 150 stopni ~ 260 stopni, a następnie spawaj. Celem wstępnego podgrzewania metalu w obszarze spawania jest zapobieganie zbyt szybkiemu ochłodzeniu obszaru spoiny, aby zapobiec pęknięciom lub niestopionym spawom.
2. Jeśli cienka otulina metalowa jest przyspawana do grubszej rury stalowej za pomocą spawania łukowego w osłonie gazu lub spawania łukowego-z topnikiem, jeżeli podczas spawania nie można prawidłowo wyregulować prądu spawania, mogą wystąpić dwie sytuacje: jedna polega na zmniejszeniu prądu spawania, aby zapobiec przepaleniu cienkiego metalu, a cienkiej otuliny metalowej nie można w tym czasie przyspawać do grubej rury stalowej; drugim jest to, że prąd spawania jest zbyt duży, aby przepalić cienką metalową osłonę. Jak należy sobie z tym poradzić w tym momencie?
Istnieją głównie dwa rozwiązania.
① Dostosuj prąd spawania, aby uniknąć przepalenia cienkiej metalowej osłony i podgrzej grubą stalową rurę za pomocą palnika spawalniczego, a następnie zespawaj dwie metalowe konstrukcje, stosując proces spawania cienkowarstwowego.
② Dostosuj prąd spawania tak, aby był odpowiedni do spawania grubych rur stalowych. Podczas spawania utrzymuj łuk spawalniczy na grubej stalowej rurze przez 90% czasu i skróć czas na cienkiej metalowej osłonie. Należy podkreślić, że tylko opanowanie tej technologii pozwala uzyskać dobre połączenie spawane.
3. Podczas spawania cienkiej-okrągłej rury lub prostokątnej cienkościennej-złączki rurowej z grubą płytą, pręt spawalniczy ma tendencję do przepalania cienkościennej-części rury. Czy oprócz powyższych dwóch rozwiązań są jeszcze jakieś inne rozwiązania?
Tak, głównie przy użyciu radiatora podczas procesu spawania. Jeśli do okrągłej rury o cienkościennej-ściennej rurze zostanie włożony solidny okrągły pręt lub do prostokątnej złączki rurowej zostanie włożony solidny pręt prostokątny, pełny pręt odbierze ciepło z cienkościennego-przedmiotu obrabianego i zapobiegnie przepaleniu-.
Ogólnie rzecz biorąc, pełne pręty okrągłe lub prostokątne są szczelnie instalowane w większości dostarczanych materiałów z rur pustych lub rur prostokątnych. Podczas spawania należy zachować ostrożność, aby spoina znajdowała się z dala od końca rury, który jest najsłabszym miejscem i najbardziej podatnym na przepalenie.- Schemat ideowy wykorzystania wbudowanego-radiatora w celu uniknięcia przepalenia-pokazano na rysunku 1.
4. Jak należy zespawać materiał ocynkowany lub-zawierający chrom z inną częścią?
Najlepszą metodą procesu jest spiłowanie lub zeszlifowanie obszaru wokół spoiny przed spawaniem, ponieważ blachy ocynkowane lub zawierające chrom-nie tylko zanieczyszczają i osłabiają spoinę, ale także uwalniają toksyczne gazy podczas spawania.
1.2 Spawanie kontenerów i konstrukcji ramowych
1. Jeżeli do uszczelnienia boi lub zakończenia pustej konstrukcji stosuje się proces spawania (np. lutowanie twarde), jak zapobiec przedostawaniu się gorącego powietrza do pojemnika i powodowaniu jego rozerwania podczas końcowego uszczelniania spoiny?
W pierwszej kolejności wywiercić na boi otwór odciążający o średnicy 1,5 mm, aby ułatwić cyrkulację gorącego powietrza w pobliżu spoiny i powietrza zewnętrznego, następnie wykonać zgrzewanie w stanie zamkniętym, a na koniec zespawać uszczelniony otwór odciążający. Schemat ideowy uszczelnienia i spawania boi lub zamkniętego kontenera pokazano na rysunku 2.
Podczas spawania konstrukcji zbiornika gazu można również zastosować otwór upustowy. Należy zaznaczyć, że spawanie w zamkniętym pojemniku jest bardzo niebezpieczne. Przed spawaniem upewnij się, że wnętrze pojemnika lub rury jest czyste i unikaj obecności łatwopalnych i wybuchowych przedmiotów lub gazów.
2. Gdy konieczne jest zastosowanie spawania łukowego metalem, spawania-łukiem rdzeniowym lub spawania łukiem wolframowym w celu przyspawania ekranu, siatki drucianej lub metalu cięto-ciągniętego do ramy konstrukcji stalowej, siatka druciana jest podatna na przepalenie-, a spoina nie ulega stopieniu podczas spawania. Jak sobie z tym poradzić?
① Umieść-niemetalową podkładkę na siatce drucianej lub metalowej przedłużce i zaciśnij razem podkładkę, siatkę drucianą i ramę. Podkładki chromowane lub ocynkowane nie są dozwolone. Podkładki nie powinny być pokryte powłoką, patrz Rysunek 3 (a).
② Umieść większą podkładkę w górnej części podkładki, która ma być przyspawana jako radiator. Górna podkładka powinna mieć większy otwór niż dolna podkładka, aby uniknąć zespawania górnej podkładki. Następnie zaślepić spoinę przez dwa otwory podkładki, tak aby spoina znajdowała się w dolnej części podkładki. Operator może zastosować inne metody, aby uzyskać wystarczającą ilość ciepła i zespawać, zwracając uwagę, aby zapobiec przepaleniu otaczającego ekranu lub siatki drucianej, patrz Rysunek 3 (b) i (c).
③ Inną metodą jest użycie metalowej taśmy z otworami, wyrównanie otworów z częścią, która ma być spawana, umieszczenie podkładki rozpraszającej ciepło, a następnie wykonanie spoiny korkowej, patrz Rysunek 3 (d).
1.3 Naprawa elementów spawanych
1. Oprócz powszechnie używanego obcinacza do gwoździ, jakie inne metody można zastosować do usunięcia uszkodzonych lub zardzewiałych śrub?
Oto dwie główne metody:
① Jeśli zamontowana śruba nie ulegnie uszkodzeniu po podgrzaniu, nakrętkę i jej zespół można podgrzać palnikiem tlenowo--acetylenowym do czerwoności, a następnie szybko zahartować w wodzie, aby ułatwić usunięcie śruby. W tym procesie może być wymaganych kilka cykli ogrzewania i hartowania.
② Jeżeli szczelina śruby, nakrętka lub gniazdo zęba są uszkodzone lub zgubione, można umieścić nakrętkę na górnej części (lub pozostałej części) łba śruby, dokręcić nakrętkę, a następnie dowolną metodą spawania wypełnić metal wewnątrz nakrętki i śruby.
Spowoduje to połączenie nakrętki z pozostałą częścią śruby, a następnie umieść klucz lub szczypce zębate na nakrętce, aby szybko wyciągnąć śrubę. Metoda ta sprzyja zapewnieniu nowego punktu chwytu i wykorzystaniu ciepła do dokręcenia śruby. Schemat ideowy usunięcia pozostałej części śruby mocującej poprzez spawanie pokazano na rysunku 4.
2. Jeśli wał korbowy jest zużyty, jak najlepiej go naprawić i wzmocnić poprzez spawanie?
Podczas naprawy zużytego wału korbowego można zastosować spawanie łukiem metalowym, spawanie łukiem-z rdzeniem topnikowym w gazie lub spawanie łukiem wolframowym. Aby jednak uzyskać zadowalający kształt ściegu spoiny należy zwrócić uwagę na poniższe 4 wymagania.
① Wykonaj ścieg spoiny okładziny równolegle do osi wału korbowego.
② Najpierw nałóż ścieg spoiny na dolną część wału korbowego, następnie obróć wał korbowy o 180 stopni i nałóż następny ścieg spoiny, co może zrównoważyć naprężenia spawalnicze i znacznie wyeliminować odkształcenia termiczne spawania. Należy zauważyć, że kolejne napawanie pierwszego ściegu spoiny spowoduje wypaczenie wału korbowego. Ten proces napawania nadaje się do naprawy i spawania wałów korbowych rolek.
③ Nakładanie się osadzonego metalu pomiędzy dwiema spoinami musi wynosić od 30% do 50%, aby zapewnić gładką powierzchnię spoiny podczas obróbki po naprawie spawalniczej.
④ W przypadku ręcznego spawania łukowego i spawania-rdzeniowego w osłonie gazu topnikowego pozostałości topnika pomiędzy spoinami należy oczyścić szczotką lub metodą cięcia.
Oprócz powyższej metody naprawy wału korbowego, możliwe jest również dodanie ściegu spoiny okładziny w każdym położeniu wału korbowego pod kątem 90 stopni, aby jeszcze bardziej zmniejszyć odkształcenia spawalnicze. W przypadku naprawy części z brązu lub miedzi dodanie lutu jest bardziej korzystne niż platerowanie, ponieważ eliminuje naprężenia i odkształcenia. Schemat ideowy naprawy zużytego wału korbowego metodą spawania pokazano na rysunku 5.
3. Jeżeli w urządzeniu utknęło łożysko stalowe i nie chcesz go złomować, w jaki sposób należy zastosować spawanie w celu usunięcia łożyska?
Najpierw zespawaj spoinę na wewnętrznej powierzchni łożyska i użyj siły rozciągającej spoiny, aby zmniejszyć średnicę łożyska. Ciepło procesu spawania powinno sprawić, że łożysko będzie ruchome. Jeśli rura o średnicy 10cm zostanie pokryta spoinami na wewnętrznej powierzchni, średnica rury stalowej zmniejszy się o 1,2mm. Schemat ideowy wykorzystania spawania do usuwania zablokowanego łożyska pokazano na rysunku 6.
4. Pęknięcia często występują w zbiornikach oleju lub konstrukcjach płyt okrętowych. Jak należy im zapobiegać?
Najpierw wywierć mały otwór na końcu pęknięcia, aby ułatwić rozproszenie naprężeń na końcu w większym zakresie, a następnie zespawaj serię wielościegowych spoin-o różnej długości, aby zwiększyć wytrzymałość blachy stalowej na przednim końcu pęknięcia. Schematyczny diagram zapobiegania rozszerzaniu się pęknięć w płytach stalowych pokazano na rysunku 7.
2. Spawanie blach wzmacniających
2.1 Umiejscowienie i pogrubienie blach wzmacniających
1. Płyty wzmacniające spawalnicze są często przyspawane do powierzchni blach stalowych (podłoży). Spoiny narożne na zewnętrznych krawędziach płyt wzmacniających łatwo powodują podniesienie środka płyt wzmacniających, opuszczenie powierzchni płyt stalowych i powodują odkształcenie kątowe, jak pokazano na rysunku 8 (a). Zjawisko to zwiększy trudność obróbki i toczenia. Jak należy rozwiązać ten problem?
Rozwiązaniem jest zastosowanie zgrzewania czopowego lub zgrzewania szczelinowego w środku płyty wzmacniającej w celu zbliżenia powierzchni płyty wzmacniającej do powierzchni podłoża, co eliminuje deformacje i ułatwia obróbkę. Schemat ideowy pozycjonowania płyty wzmacniającej za pomocą zgrzewania kołkowego lub zgrzewania szczelinowego pokazano na rysunku 8 (b).
2. Czasem konieczne jest zagęszczenie podłoża na niewielkiej powierzchni podłoża, jednak obszar zagęszczenia nie może przekraczać powierzchni całego podłoża. Jak należy to rozwiązać?
Gruba płyta metalowa jest osadzana w części podłoża, która wymaga zagęszczenia, a następnie mocowana przez spawanie. Schemat ideowy osadzania grubej płyty na podłożu pokazano na rysunku 9. Może to zapewnić grubość wystarczającą do późniejszej obróbki, wytaczania lub wiercenia i może zastąpić części lub odlewy o dużej-grubości w sprzęcie.
3. Jaka jest standardowa metoda zwiększania sztywności płyty do przenoszenia obciążenia?
Standardową metodą zwiększania sztywności płyty do przenoszenia obciążenia jest spawanie szeregu kątowników stalowych pionowo na płycie i dodanie kątowych stalowych żeber wzmacniających w celu zwiększenia sztywności płyty, jak pokazano na rysunku 10.
2.2 Kontrola hałasu i wibracji
1. Jakie środki techniczne można zastosować w celu zmniejszenia hałasu i wibracji blach?
Problem hałasu, podobnie jak problem wibracji, można również rozwiązać poprzez zmniejszenie częstotliwości rezonansowej metalowej płyty. Główne stosowane metody są następujące:
① Zwiększ sztywność poprzez składanie, zwijanie lub wzmacnianie rowków;
② Potnij płytę na kilka małych części, aby zwiększyć wsparcie;
③ Użyj powłoki natryskowej powierzchni;
④ Nałóż warstwę materiału włóknistego-tłumiącego wibracje na powierzchnię płyty.
Cztery metody zwiększania częstotliwości rezonansowej w celu zmniejszenia hałasu pokazano na rysunku 11. W przypadku drgań powodowanych przy stosunkowo niskich częstotliwościach zwykle stosuje się metodę zwiększania sztywności metalu w celu zmniejszenia drgań, jak pokazano na rysunku 12.
2. Kiedy blacha ma być przyspawana do innej blachy w kierunku pionowym w celu spoiny pachwinowej, a teraz jest tylko zacisk w kształcie litery C-, jak to zrobić?
Podczas spawania jako narzędzie pomocnicze stosuje się stoper stalowy lub prostokątny przedmiot, a do mocowania spoiny pachwinowej stosuje się zacisk w kształcie litery C- i stoper prostokątny, jak pokazano na rysunku 13.
