Zarządzanie procesem produkcyjnym, zarządzanie produkcją
Narzedziownie.pl - portal dla firm produkujących formy wtryskowe, tłoczniki, wykrojniki i inne narzędzia

Drukuj | Prześlij link znajomemu | Wyszukaj w serwisie

Techniki spawania wykorzystywane do naprawy form.

Współczesna technika oferuje nam szeroką gamę technik spawania. Decydując się na naprawę lub regenerację elementów form wtryskowych przez napawanie należy mieć świadomość zalet, jak i również wad jakie niosą ze sobą określone techniki. Optymalny wybór metody spawania będzie nam gwarantował prawidłowość wykonanej naprawy, dobrą prace formy i oczekiwaną jakość otrzymanej wypraski. Dobierając technikę spawania musimy uwzględnić rodzaj spawanego materiału, jego twardość, polerowalność, miejsce napawania na danym elemencie roboczym, ilość napawanego materiału, precyzje nanoszenia spawu, itp.

WIG/TIG

WIG/TIG jest to metoda spawania nietopliwą elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych. Przetopienie materiału spawającego następuje w łuku elektrycznym powstającym pomiędzy wolframową elektrodą a materiałem spawanym. Temperatury występujące w łuku w metodzie TIG są rzędu 6000 oC, a kolumna łuku ma kształt stożka.

Dla uniknięcia reakcji z powietrzem niezbędna jest w chwili spawania osłona gazowa elektrody oraz ciekłego metalu. Gaz ten powinien być obojętny lub trudno reagować z topionym metalem. Do spawania metodą TIG najczęściej poleca się argon oraz hel o wysokich stopniach czystości, jak również mieszanki tych gazów: argon-hel, argon-wodór, argon-azot i argon-azot-hel. Zastosowanie prawidłowo dobranych gazów pozwala uzyskać gładką i czystą powierzchnię spoin. Firma Messer oferuje nam szeroką gamę gazowych osłonowych pod nazwami Inoxmix oraz Alumix.

Zasadniczą wadą tej metody jest stale palący się łuk elektryczny, który bardzo mocno oddziaływuje termicznie na spawany element wywołując zmiany w jego strukturze. Zastosowanie nawet cienkich drutów spawalniczych np. 0,8 mm i dobrej regulacji energii łuku z zastosowaniem dodatkowo technik pulsacji czy inwersji, szczególnie przy naprawie małych elementów następuje przegrzanie materiału. Stąd trudno o precyzyjnie wykonany spaw w skomplikowanych kształtach.

Przy stalach o dużej zawartości C i Cr i przy niedostatecznym podgrzaniu detalu do temperatury odpuszczania i późniejszej jego normalizacji, może dojść do pęknięć w obszarze spawania i poza nim. Za wadę można uznać skomplikowaną obsługę. Uzyskanie spoiny o dobrej jakości, bez wciągnięć i innych wad gwarantuje uprawniony i doświadczony spawacz. Urządzenie do spawania tą metodą charakteryzują się kompaktową budową i niską ceną.

Urządzenia spawalnicze: http://www.mahe.pl
Gazy spawalnicze: http://www.messer.pl

MIG/MAG

MIG/MAG jest to metoda spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazu. W tej technice łuk elektryczny pali się pomiędzy materiałem podłoża, a stale podawanym drutem spawalniczym, który pełni funkcję elektrody. Przestrzeń łukowa i spawany materiał są osłaniane gazem obojętnym (MIG) lub aktywnym (MAG), dobranym odpowiednio do rodzaju spawanego metalu. Gazem obojętnym jest argon, natomiast dla polepszenia wtopienia i zwiększenia prędkości spawania można zastosować obojętny chemicznie hel, jako jednorodny gaz, bądź jako składnik mieszanin spawalniczych. Argon jest głównym składnikiem większości gazów osłonowych do spawania metodą MAG. W związku z dużą niestabilnością łuku przy zastosowaniu samego argonu dodawany jest składnik utleniający - dwutlenek węgla, tlen lub kombinacja obu tych gazów. Przy spawaniu metali nieżelaznych np. Al., Cu, Ni, itp. stosujemy gaz obojętny np. argon, a w przypadku stali narzędziowych zaleca się osłonę gazem aktywnym lub częściowo aktywnym np. argon-CO2. Właściwy dobór gazu gwarantuje nam dobra jakość spoiny.

Mieszanki gazu do spawania stali wysokostopowych metodą MAG:
- Argon 99% + O2 1%
- Argon 97% + O2 3%
Zastosowanie:
Jest gazem "szybkim", wyróżniającym się tworzeniem drobnych kropli stopionego spoiwa oraz łagodnym przejściem między spoiwem a materiałem rodzimym.

- Argon 97,5% + CO2 2,5%
Zastosowanie:
Umożliwia on także uzyskanie doskonałych rezultatów w procesie napawania. Jest idealnym gazem osłonowym przy spawaniu impulsowym. Jego stosowanie w metodzie MAG pozwala uzyskać gładką i czystą powierzchnię spoin.

- Argon 83% + Hel 15% + CO2 2%
Zastosowanie:
To nowe opracowanie zawiera w sobie zalety spokojnego przenoszenia materiału w osłonie argonu i intensywnego wtapiania w osłonie helu. Zapewnia również minimalną ilość zgorzeliny przy wyższych parametrach prądowych stosowanych przy spawaniu spoin typu V. Idealny przy spawaniu stali duplex.

Dla ograniczenia wielkości i ilości odprysków oraz ze względu na niższe prędkości spawania, gorsze własności mechaniczne, powstawanie większych ilości pyłów i dymów, a także na ograniczenia w wyborze sposobu przenoszenia metalu w łuku, coraz rzadziej stosowany jest dwutlenek węgla jako gaz osłonowy do metody MAG. Technika MIG/MAG charakteryzuje się w mniejszym stopniu tymi samymi zaletami, względnie wadami jak w wypadku spawarek WIG. W szczególności przy naprawie małych uszkodzeń form najbardziej problematycznym jest ciągłe podawanie materiału spawającego.

http://www.rywal.com.pl

Spawanie plazmowe

Przy spawaniu plazmowym mieszanka gazowa, która jest jonizowana w palniku w celu osiągnięcia dobrej przewodności elektrycznej, powoduje wyzwolenie łuku elektrycznego. Do wytworzenia plazmy czyli zjonizowanego gazu wymagane jest nagrzanie go do dostatecznie wysokiej temperatury. Podobnie jak podczas spawania metodą TIG, łuk przy spawaniu plazmowym powstaje pomiędzy nietopliwą elektrodą wolframową a materiałem podstawowym.

Przy spawaniu plazmowym łuk jest ogniskowany dzięki specjalnie zaprojektowanej dyszy chłodzonej wodą. Zaletą takiego rozwiązania poza zawężeniem łuku jest wzrost jego temperatury do około 20000oC. Gaz ten wypływając z dyszy jako zjonizowany strumień o wysokiej temperaturze niesie olbrzymią energię, która jest niezbędna do prawidłowego spawania. Taka technika spawania pozwala w jednym przejściu wykonać spoinę w materiale o grubości od 3 do 15 mm, z bardzo korzystnym zarysem wtopienia i minimalnym odkształceniu po spawaniu. Umożliwia także uzyskiwanie prędkości spawania o 40 – 80% wyższe niż przy metodzie TIG.

Przy spawaniu i napawaniu drobnych elementów formujących większe rozpowszechnienie zyskała odmiana niskoprądowa spawania plazmowego jako spawanie mikroplazmowe, szczególnie korzystne przy łączeniu bardzo cienkich elementów o grubościach od 0,1 mm. Gazy stosowane podczas spawania plazmowego spełniają trzy różne zadania:
  • gaz plazmotwórczy – medium do tworzenia plazmy pomiędzy elektrodą, a materiałem spawanym, argon lub argon z wodorem dla stali chromowo-niklowych lub argon z helem przy spawaniu metali nieżelaznych (np. aluminium i jego stopów, tytanu i materiałów z miedzi).
  • gaz osłonowy – do ochrony spoiny i strefy wpływu ciepła. Najczęściej stosuje się ten sam gaz plazmotwórczy i osłonowy.
  • gazy formujące – przeznaczone do ochrony grani spoiny oraz strefy bezpośrednio do niej przyległej. Do spawania plazmowego jako gaz formujący zwykle stosuje się argon i mieszaninę argonu z wodorem.

Spawanie spawarkami plazmowymi pozwala na osiągnięcie bardzo dobrego przetopienia materiału w wyniku dużej koncentracji łuku i osiąganych wysokich temperatur spawania, rzędu 1500oC. Jednak taka wysoka temperatura przy ciągłej pracy palnika jest w naszym przypadku bardzo niepożądana z powodu dużego termicznego obciążenia napawanego detalu.

Spawanie laserowe

Spawanie laserowe polega na stapianiu obszaru styku łączonych przedmiotów ciepłem otrzymanym w wyniku doprowadzenia do tego obszaru skoncentrowanej wiązki światła koherentnego, o bardzo dużej gęstości mocy, ok. l02 do 1011 W/mm2 . Spawanie odbywać się może techniką z jeziorkiem spoiny, jak w klasycznym spawaniu łukowym, lub techniką z pełnym przetopieniem złącza, w jednym przejściu lub wielowarstwowo, bez lub z materiałem dodatkowym, czyli techniką z oczkiem spoiny. Bardzo duże gęstości mocy wiązki laserowej zapewniają, że energie liniowe spawania są na poziomie minimalnych energii wymaganych do stopienia złącza, a strefa wpływu ciepła i strefa stopienia są bardzo wąskie. Jednocześnie odkształcenie złączy jest tak małe, że spawane przedmioty mogą być wykonywane na gotowo, a po spawaniu nie jest wymagana dodatkowa obróbka mechaniczna.

Bardzo duża gęstość energii wiązki lasera umożliwia także napawanie materiału spawającego. Ogólnie jest bardzo dużo rozwiązań technik spawania laserowego. Do naprawy niewielkich ubytków elementów form najczęściej stosuje się technikę impulsową spawania laserowego (lasery rubinowe, Nd:Glass, YAG). Technika ta zapewnia nam max. zminimalizowanie strefy oddziaływania cieplnego. Największą zaletą tego bezkontaktowego spawania jest możliwość precyzyjnego dojścia do niemal wszystkich miejsc spawanego narzędzia. Wpływ termiczny na spawany element jest znikomy. Również podczas spawania zaleca się podawanie osłony gazowej. Gazy ochronne używane przy spawaniu laserowym:
  • Hel - bardzo dobra ochrona przeciw utlenianiu stali chromowo-niklowych oraz stopów na bazie niklu i na bazie tytanu, wysoka energia jonizacji ułatwia kontrolowanie plazmy tworzącej się w kapilarze, spoina jest gładka i jednorodna.
  • Argon - bardzo dobra ochrona przeciw utlenianiu stali chromowo-niklowych oraz stopów na bazie niklu i na bazie tytanu, złe ustawienie dyszy względem płomienia powoduje powstawanie nierównej i chropowatej spoiny, nadmierna ilość plazmy może utrudniać uzyskanie głębokiego przetopienia,
  • Azot – przy wysokich prędkościach spawanie można osiągnąć głębsze przetopienie niż w przypadku helu, spoina bywa nierówna,
  • Dwutlenek węgla - równa i gładka powierzchnia spoiny, daje dobre rezultaty przy spawaniu stali niskowęglowych, nie chroni przed utlenianiem stali chromowo-niklowych oraz stopów na bazie tytanu, stal odpuszczona wykazuje wzrost twardości w obrębie szczeliny.

Zalety spawania laserowego:
  • wysoka gęstość mocy (spawanie typu kapilarnego),
  • małe dystorsje,
  • wąska spoina,
  • wąska strefa wpływu ciepła.
  • wysoka prędkość procesu,
  • spawanie z wysoką precyzją,
  • wysoka czystość procesu,
  • możliwość łączenia materiałów trudnospawalnych.

Spawanie opornościowo-impulsowe

Spawanie opornościowo-impulsowe, czyli mikrospawanie opornościowe jest to stosunkowo nowa technika napawania, polega ona na tym, że poprzez elektryczne impulsy i docisk uzyskuje się połączenie - „zgrzanie” materiału spawanego z podłożem. Stosowane są tu elektrody nietopliwe, sprężyste o dobrej przewodności. Specjalne opracowane do tej techniki materiały spawające w postaci folii ze stali stopowych, proszków, drutów i waty pod wpływem docisku elektrodą i przepływu prądu na styku z podłożem zostają dostatecznie dobrze zespawane. Technika ta cieszy się dużą popularnością, wprawdzie jakość mikrospawu ustępuje własnościom przetapianego materiału, jednak z powodu praktycznie braku oddziaływania cieplnego, szybkiej, łatwej naprawy i późniejszej obróbki dobrze nadaje się do wielu napraw. Z powodu pewnych drobnych niejednorodności spoiny w naprawianych miejscach na powierzchniach przeznaczonych do późniejszego trawienia lub wysokiej jakości polerowania mogą występować drobne wady powierzchni. Naprawy fragmentów poddanych w trakcie pracy narzędzia dużym obciążeniom na uderzenia i ścieranie są często nie trwałe. Kolejnymi zaletami tej techniki są z pewnością stosunkowo niska cena mikrospawarki oraz niewielkie wymiary i waga co decyduje o łatwości przenoszenia urządzenia.


Liczba wyświetleń tego artykułu: 42736

Artykuł pochodzi ze strony: www.Narzedziownie.pl
© 2005 - Galactica Sp.j.