MAG MIG TIG Vezba

OPREMA, TEHNIČKI GASOVI I PRAKTIČNA PRIMENA TIG, MAG I MIG POSTUPKA ZAVARIVANJA Osnovi zavarivanja u zaštitnim gasovima Kao zaštitni gasovi primenjuju se argon, helijum (u Americi), CO2, i mešavina gasova (CO2 + Ar; Ar + CO2 + O2; Ar + H2; Ar + N2). Prednost u odnosu na REL jeste mogućnost mehanizacije, automatizacije i robotizacije. Štaviše, prva primena industrijskih robota počela je u oblasti MAG-zavarivanja. Svi postupci zavarivanja u zaštitnim gasovima svrstavaju se u elektrolučne, a navedeni gasovi dovode se u zonu spoja da zaštite metalno kupatilo, kapljicu dodatnog materijala i zavar od štetnog delovanja gasova iz vazduha. ELEKTROLUČNO ZAVARIVANJE U ZAŠTITI GASA

VRSTA ELEKTRODE

ZAŠTITNI GAS

TOPLJIVA

NETOPLJIVA

INERTAN

ELEKTRODNA ŽICA

VOLFRAMSKA ELEKTRODA

Ar , He

AKTIVAN

CO2 ILI SMEŠA GASOVA

TIG MIG

MAG

Slika 1 Postupci zavarivanja u zaštitnoj atmosferi U zavisnosti od vrste elektrode ili elektrodne žice kao i primenjenog zaštitnog gasa razlikuju se: TIG, MAG i MIG - zavarivanje (sl. 1).

Argonsko zavarivanje TIG (WIG) Naziv TIG je skraćenica od Tungsten-Inertan Gas, prema nazivu za volfram u anglosaksonskim zemljama. Specifičnost ovog postupka jeste u tome što se električni luk održava izmedju netopljive volframske elektrode i osnovnog materijala (sl. 2). Rubni šavovi dobijaju se stapanjem posuvraćenih stranica zavarivanih limova, a ostali šavovi uz pomoć dodatnog materijala (šipke, s ≤ 6 mm). TIG se može mehanizovati pomoću posebnih automata za dovodjenje dodatne žice prečnika do 2.5 mm. Argonski se spajaju svi zavarljivi metali, ali se zbog visoke cene TIG-om najviše zavaruju visokolegirani čelici, neželezni metali i njihove legure, a naročito aluminijum i njegove legure (katodno čišćenje Al2O3). Električni luk se kod savremenih uredjaja uspostavlja pomoću visokofrekventnih jonizatora, tj. posebnog izvora struje visokog napona. Luk se može uspostaviti i dodirom vrha elektrode i osnovnog materijala, ali se time prlja elektroda i ubrzava njeno trošenje.

1

Volframska elektroda Dodatni materijal

Argon G

Slika 2 Shema TIG zavarivanja Osnovne karakteristike argonskog zavarivanja su: - zavarivanje je moguće u svim položajima za debljine do 10 mm, - parametri zavarivanja su: jačina struje I = 10÷600 A; napon luka U = 10÷30 V; - brzina zavarivanja vz = 6÷50 m/h i više, - struja zavarivanja: jednosmerna direktnog polariteta za čelik i naizmenična za Al i njegove legure, - spoljna karakteristika izvora: strmopadajuća (konstantna struja). Zaštitni gas argon isporučuje se u čeličnim bocama zapremine 40 l pod pritiskom 150÷200 bara.

Slika 3 Oprema za TIG zavarivanje Tehnološki parametri zavarivanja TIG postupkom Netopljive elektrode za TIG zavarivanje izradjuju se od čistog volframa, legure volframa i torijuma i legure volframa i cirkonijuma. Elektrode od čistog volframa se koriste prvenstveno za zavarivanje naizmeničnom strujom, koja se primenjuje pri zavarivanju aluminijuma i njegovih legura. Elektrode legirane torijumom (0.5 do 2% Th) se mogu opteretiti jačom strujom i time se smanjuje opasnost od delimičnog topljenja vrha elektrode. Legirane elektrode se koriste za zavarivanje jednosmernom strujom negativnog polariteta (E-), mada mogu da rade i sa naizmeničnom strujom dajući pri tome bolje početno i naknadno uspostavljanje luka. Elektrode legirane sa cirkonijumom (do 0.4% Zr) nalaze posebnu primenu pri zavarivanju naizmeničnom strujom aluminijuma jer cirkonijum pomaže da se održi stabilan oblik vrha elektrode. Prečnici elektroda su standardizovani u rasponu od 0.25 do 6.4 mm (0.25; 0.51; 1.00; 1.6; 2.4; 3.2; 2

4.00; 4.8; 6.4) a elektrode se označavaju posebnom bojom (zelena - od čistog volframa, žuta - sa 1% torijuma, crvena - sa 2% torijuma, plava - sa 0.5% torijuma i smedja - sa 0.4% cirkonijuma). Izvučeni kraj elektrode odgovara približno prečniku mlaznice, a kraj je zašiljen najčešće u obliku konusa.

Slika 4 Gorionik za TIG zavarivanje

Slika 5 Priprema vrha elektrode Kao zaštitni gas se koristi argon, helijum ili smeša argona i helijuma. Argon se više koristi kod nas i u Evropi, a helijum u Americi. Protok zaštitnih gasova se bira u zavisnosti od vrste i debljine zavarivanih delova, položaja zavarivanja, vrste spoja i tsl. Količina zaštitnog gasa pri TIG zavarivanju u zaštiti argona se kreće u opsegu od 6.5 do 30 l/min odnosno nešto više kada je reč o helijumu. Pri zavarivanju TIG postupkom najčešće je u primeni jednosmerna struja direktnog polariteta (negativna elektroda E-) čime se ostvaruje uže kupatilo, veća dubina uvarivanja i uža zona uticaja toplote. Zavarivanje jednosmernom strujom, sa negativnom elektrodom, primenjuje se za legirane čelike, nerdjajuće čelike, titan i bakar (ali ne i za legure Cu koje sadrže Al). Jednosmerna struja pozitivne elektrode (E+) se primenjuje pri zavarivanju tankih limova od aluminijuma, magnezijuma, titana da bi se ostvario efekat katodnog čišćenja. Naizmenična struja se primenjuje pri zavarivanju aluminijuma, magnezijuma i nekih vatrootpornih metala. Pri TIG zavarivanju legura aluminijuma može se pojaviti poroznost metala šava. Tome je uzrok vlaga, površinski oksid Al2O3 i nečistoće aluminijuma. Zato se traži čišćenje zone zavarivanja i okoline (oko 30 mm) strugačem ("šaberom") ili metalnom četkom. Dodatni materijal se bira u zavisnosti od osnovnog materijala i isporučuje se u obliku žica i šipki pri ručnom zavarivanju, ili namotan na koturu pri automatskom zavarivanju. Ponekad se kao dodatni materijal za TIG zavarivanje može koristiti i parče ili traka uzeta iz osnovnog materijala. U principu dodatni materijal za TIG zavarivanje kao i tehnika zavarivanja se bira kao i pri gasnom zavarivanju. Žice moraju biti čiste kao i oprema kojom se zavaruje, bez tragova oksida, masti, ulja i sl. Ponekad se zahteva izvodjenje operacije zavarivanja sa tzv. "belim rukavicama" (pri zavarivanju kosmičke opreme, delova nuklearnih reaktora i tsl.).

3

Slika 6 Zavarivanje TIG postupkom TIG zavarivanje je moguće izvoditi u svim položajima. Tanji materijali se zavaruju bez posebne pripreme ivica izvodjenjem tzv. prirubnih, ugaonih ili I spojeva, dok se u slučaju veće debljine, ivice posebno pripremaju slično kao i pri zavarivanju u zaštiti CO2. Najčešće su korišćeni spojevi sa V - žlebom za s=3.2÷12.7 mm, odnosno X - žlebom za s > 12.7 mm.

Slika 7 Položaji gorionika i dodatnog materijala pri izvođenju različitih spojeva U tablicama 1, 2, 3 i 4 date su preporuke za izbor režima zavarivanja niskougljeničnih i nerdjajućih čelika, odnosno režimi zavarivanja aluminijuma jednosmernom i naizmeničnom strujom. Tablica 1 Preporuke za izbor osnovnih parametara TIG zavarivanja niskougljeničnih čelika Debljina Vrsta Polaritet materijala spoja mm 1.5÷3.2 3.2÷6.5 6.5÷13

I V X

EEE-

Struja Radni Prečnik zanapon, elektrode, varivanja, A V mm 12 2.4 50÷100 12 2.4 70÷120 12 2.4 90÷150

Prečnik Protok Rastojanje Veličina dodatnog zaštitnog mlaznice od mlaznice materijala gasa komada, mm mm mm l/min 1.6 ili 2.4 9.5 9.5 max 13 2.4 ili 3.2 9.5 9.5 max 13 2.4 ili 3.2 9.5 9.5 max 13 4

Tablica 2 Preporuke za izbor osnovnih parametara TIG zavarivanja nerdjajućih čelika Prečnik Protok Veličina Rastojanje Struja Radni Prečnik zanapon, elektrode, dodatnog zaštitnog mlaznice mlaznice od materijala gasa komada, varivanja,

Debljina Vrsta Polaritet materijala spoja mm

-

-

A

V

mm

mm

l/min

mm

mm

1.5÷3.2

I

E-

50÷90

12

2.4

1.6 ili 2.4

9.5

9.5

max 13

3.2÷6.5

V

E-

70÷120

12

2.4

2.4 ili 3.2

9.5

9.5

max 13

6.5÷12

X

E-

100÷150

12

2.4

2.4 ili 3.2

9.5

9.5

max 13

Tablica 3 Preporuke za izbor osnovnih parametara TIG zavarivanja aluminijuma jednosmernom strujom pozitivnog polariteta Debljina materijala

Vrsta spoja

Struja zavariv.*

Radni napon

Prečnik elektrode

Protok zaštitnog gasa**

Brzina zavariv.

Prečnik dodatnog materijala

Broj prolaza

mm

-

A

V

mm

l/min

m/min

mm

-

0.25

Prirubni spoj

10÷15

10

0.5

9.5÷23.7

1.32

bez

1

0.25÷0.51

I

15÷30

10

0.5

9.5÷23.7

1.32

0.5

1

...

...

...

...

...

...

...

...

...

19.1÷25.4

X

300÷450

10

4.8

11.8÷28.3

0.13

6.4

2

> 25.4

X

550÷570

10

6.4

18.8÷28.3

0.13

6.4

2

* - Pri ručnom izvodjenju zavarivanja birati manje, a pri automatskom veće vrednosti jačine struje, ** - Najbolje je ustanoviti optimalni protok probama.

Tablica 4 Preporuke za izbor osnovnih parametara TIG zavarivanja aluminijuma naizmeničnom strujom Razmak u Položaj korenu zavariv.* žleba

Debljina materijala

Vrsta spoja

mm

-

mm

1.6

I I

1.6 1.6

...

...

...

-

Jačina struje A

H,V,HV 70÷100 O 65÷75 ... ...

Protok Prečnik elektrode zaštitnog gasa

Brzina zavariv.

Prečnik Broj dodatnog prolaza materijala

mm

l/min

m/min

mm

-

1.6÷2.4 1.6

9.5 12

2.4 2.4

1 1

...

...

0.20÷0.25 0.20÷0.25 ...

...

...

* - H - horizontalni, V - vertikalni, HV - horizontalno-vertikalni, O - iznad glave

MAG (Metal-Aktivan Gas) ili CO2 - postupak zavarivanja Kod MAG - zavarivanja (sl. 8), elektrodna žica prečnika 0.8÷2.5 mm istovremeno je i dodatni materijal. Na visokoj temperaturi u luku, deo gasa CO2 se razlaže na CO i O2, što znači da je CO2 aktivan u toku procesa zavarivanja. CO2 postupak se koristi za zavarivanje niskougljeničnih i niskolegiranih čelika debljine 0.8÷30 mm. Luk se uspostavlja dodirom vrha elektrodne žice i osnovnog materijala. 5

Osnovne karakteristike MAG postupka zavarivanja su: - zavarivanje je moguće u svim položajima, - parametri zavarivanja: I = 40÷500 A; U = 16÷35 V; vz = 15÷60 m/h, - spoljna karakteristika izvora: ravna (pad 2 V na 100 A), - struja zavarivanja: jednosmerna obrnutog polariteta (obrnuti polaritet - pozitivna elektroda (E+)). Topljva elektrodna žica

CO2

Vodjica

G

Izvor jednosmerne struje

Mlaznica

Slika 8 Shema MAG zavarivanja Tehnološki parametri zavarivanja u zaštiti CO2 Ovi se parametri pri izvodjenju sučeonih spojeva u horizontalnom položaju i ugaonih spojeva u koritastom i horizontalno-vertikalnom položaju (JUS.CH3.011) mogu približno izračunati na osnovu polaznih podataka kao što su vrsta spoja, prečnik elektrodne žice i oblik šava. Najpre se, zavisno od debljine zavarivanih delova i vrste spoja, biraju oblik i dimenzije žleba, prema podacima datim u tablici 5.

Slika 9 Izvođenje MAG/MIG postupka zavarivanja

Slika 10 Pištolj za MAG/MIG zavarivanje 6

Dalje se na osnovu podataka iz tablice 6 usvaja poprečni presek pojedinih zavara i odredjuje ukupan broj prolaza. Pri tome treba imati u vidu sledeće preporuke za izbor prečnika elektrodne žice (d) zavisno od debljine (s) zavarivanih delova u sučeonom spoju, odnosno od debljine šava (a) kod ugaonih spojeva (tab. 7 i tab. 8).

Slika 11 Automatizacija MAG/MIG postupka zavarivanja U vezi sa debljinom ugaonih šavova treba se držati sledećih preporuka (odnose se na sve metode elektrolučnog zavarivanja): za noseći ugaoni šav njegova debljina mora biti najmanje 3 mm (amin = 3 mm), odnosno najviše amax = 0.7⋅ smin , gde je smin - najtanji deo u spoju. Ako se iz konstrukcionih razloga traži da bude amax > 5 mm, ugaoni šav treba izvesti sa dva ili više prolaza. Na osnovu usvojenog preseka odgovarajućeg zavara (Az) može se izračunati masa zavara (M) koja je potrebna da se popuni deo žleba dužine l = 1 cm :

M = ρ ⋅ V = ρ ⋅ Az ⋅ l , g gde je: ρ = 7.85 g/cm3 - gustina elektrodne žice V = Az ⋅ l - jedinična zapremina zavara na dužini od 1 cm. Tablica 5 Priprema stranica za zavarivanje u zaštiti CO2 Dimenzije žleba Vrsta šava

Poprečni presek žleba i šava b

s

α

mm

°°

b

c

r

mm

c

r

≤2

≤0.5

≤2

≤0.5

2÷3

≤0.8

3÷6

≤1

s+1

s÷1.5s

s

Rubni šav

b

s

I - šav

α

...

b

5÷20

30÷50

≤2

1.5÷2.5

...

...

...

...

s

c

V - šav

…

...

7

Tablica 6 Granični preseci pojedinih zavara Dopušteni presek zavara u mm2 za: Položaj "a" za prečnik žice: d = 1.2 mm d = 1.6 mm 11.0 11.0 6.25÷64.0 15.0÷64.0 15.0÷64.0 15.0÷64.0 Položaj "b" Položaj "c" d = 1.2 mm d = 1.6 mm d = 1.2 mm d = 1.6 mm 6.25÷64.0 15.0÷36.0 6.25÷36.0 15.0÷36.0 15.0÷64.0 15.0÷64.0 15.0÷36.0 15.0÷36.0

Vrsta spoja Vrsta zavara

Sučeoni

Koreni zavar Zavari ispune Pokrivni zavar

Ugaoni Zavari popune Pokrivni zavar

Prema JUS CH3.011/82 razlikuju se položaji: a) horizontalan

b) koritast

c) horizontalno-vertikalan

Tablica 7 Izbor prečnika elektrodne žice - sučeoni spoj s , mm

≤2

2÷20

10÷30

d , mm

0.8

1.2

1.6

Tablica 8 Izbor prečnika elektrodne žice - ugaoni spoj a , mm

2

3

>3

d , mm

1.2

1.2

1.6

Količina pretopljene elektrodne žice u jedinici vremena (brzina topljenja u g/s) izračunava se prema izrazima : m1.2 = 0.64 + 0.11 ⋅ M + 0.14 ⋅ M 2 , (za žicu d = 1.2 mm) m1.6 = 0.64 + 0.55 ⋅ M − 0.055 ⋅ M 2 , (za žicu d = 1.6 mm)

Tanki limovi debljine do 4 mm zavaruju se bez pripreme ivica u horizontalnom položaju (do 3 mm u ostalim položajima), a za limove većih debljina izradjuju se V, X i K - žlebovi, slično kao za REL zavarivanje. Uglovi otvora žlebova su 40÷50°, a zazor izmedju limova 0÷2.5 mm. Slika 12 Žica za MAG/MIG zavarivanje

8

Prethodno usvojene i izračunate veličine omogućuju da se izračuna brzina zavarivanja kao i brzina topljenja elektrodne žice. Brzina zavarivanja računa se po izrazu: vz =

m ⋅ 6000 , cm / min Az ⋅ ρ

gde je: m - masa deponovanog metala u g/s, Az - površina zavara u mm2, ρ - gustina dodatnog materijala u g/cm3. Brzina topljenja elektrodne žice (vt = 1.2÷25 m/min) računa se po izrazu: vt =

0.012732 ⋅ Az ⋅ v z , m / min d2

Broj prolaza može se odrediti na dva načina: - prema iskustvenim podacima za različite debljine lima (tab. 9): Tablica 9 s , mm

4÷8

6÷12

8÷15

15÷20

20÷30

n

2

3

6

8

12

- na osnovu površine poprečnog preseka žleba (A) i zavara (Az): n=

A Az

gde je: Az = 0.0625÷0.64 cm2 zavisno od prečnika žice, vrste žleba i dr. (tab. 6). Najzad se izračunavaju energetski parametri zavarivanja u zaštiti gasa CO2 : - jačina struje za elektrodnu žicu prečnika d = 1.2 mm, - jačina struje za elektrodnu žicu prečnika d = 1.6 mm, - radni napon električnog luka. Jačina struje zavarivanja (I1.2 i I1.6) za prečnike žice d = 1.2 i d = 1.6 mm računa se prema sledećim izrazima: I 1.2 = 308 ⋅ log Vt − 17 , A I 1.6 = 378 ⋅ log Vt + 26 , A Napon zavarivanja (radni napon): U = 14 + 0.05 ⋅ I , V

Na kraju treba napomenuti da se kod sučeonih spojeva usvajaju različiti preseci korenskog zavara, zavara ispune i pokrivnog zavara, ali tako da zbir njihovih poprečnih preseka bude nešto veći od površine poprečnog preseka odgovarajućeg žleba. S obzirom na to da se CO2 -postupak sve više primenjuje, i da u nekim oblastima potiskuje gasno zavarivanje, u literaturi se može naći više različitih metoda za odredjivanje osnovnih parametara zavarivanja. Tako se prema metodi W. Andersa proračun tehnoloških parametara zavarivanja u zaštiti CO2 razlikuje od izloženog u sledećem:

9

Količina pretopljene elektrodne žice u jedinici vremena (brzina topljenja u g/s) izračunava se prema izrazu:

m = 2.5 ⋅

Az ⋅ ρ , g/s 500

gde je: Az - usvojeni poprečni presek zavara u mm2, ρ - gustina materijala u g/cm3, Brzina zavarivanja računa se prema izrazu: vz =

3600 ⋅ m , m/h Az ⋅ ρ

Brzina topljenja elektrodne žice: vt = 649.1 ⋅

m , m/h d2

gde je: d - prečnik elektrodne žice u mm. Jačina struje zavarivanja: I = 236 ⋅ m 0.737 , A Napon zavarivanja (radni napon): U = 26.6 ⋅ m 0.26 , V Pri proračunu parametara zavarivanja po metodi W.Andersa treba pažljivo izabrati površinu poprečnog preseka zavara Az = Az (d, vrste zavara, položaja zavarivanja,...), proračunati količinu pretopljene elektrodne žice m (mmax=2.5 g/s), jer svi ostali parametri su direktno zavisni od ovih veličina. Pored pomenutih parametara zavarivanja, na kvalitet zavarenog spoja utiču još: dužina izvučenog (slobodnog) dela elektrodne žice, položaj žičane elektrode (pištolja za zavarivanje) u odnosu na ravan spoja, udaljenost mlaznice za gas od površine radnog komada, vrsta zaštitnog gasa i njegova potrošnja, polaritet žičane elektrode, položaj zavarivanja, promenljivi induktivitet i tsl. Proračunati parametri zavarivanja služe kao polazni za izbor režima zavarivanja u zaštiti CO2. Isti se uporedjuju sa iskustveno predloženim i eventualno vrši korekcija proračuna pre izvodjenja procesa zavarivanja. Nakon ispitivanja izvedenih spojeva usvajaju se parametri koji daju najbolje rezultate. U tablicama 10 i 11 date su preporuke za izbor režima zavarivanja niskougljeničnih i niskolegiranih konstrukcionih čelika. Tablica 10 Režimi poluautomatskog i automatskog zavarivanja sučeonih spojeva u zaštitnom gasu CO2 Debljina materijala

Zazor

Broj prolaza

Prečnik elektrodne žice

Struja zavariv.

Napon

Brzina zavariv.

Protok gasa

mm

mm

-

mm

A

V

m/h

l/min

0.6÷1.0

0.5÷0.8

1

0.5÷0.8

50÷60

18÷20

20÷25

6÷7

1.2÷2.0

0.8÷1.0

1÷2

0.8÷1.0

70÷100

18÷20

18÷24

10÷12

3÷5

1.6÷2.0

1÷2

1.6÷2.0

180÷200

28÷30

20÷22

14÷16

6÷8

1.8÷2.2

1÷2

2.0

250÷300

28÷30

18÷22

16÷18

8÷12

1.8÷2.2

2÷3

2.0

250÷300

28÷30

16÷20

18÷20

10

Tablica 11 Režimi automatskog i poluautomatskog zavarivanja ugaonih šavova u zaštitnom gasu CO2 Debljina mater.

Preč. elektr. žice

Kateta šava

mm

mm

mm

1.0÷1.3

0.5

... 13÷15

... 2.0

1.0÷1.2 ... ... 13÷15

Broj prolaza

1

Struja zavariv.

Napon

Brzina zavariv.

Slobod. deo elektro.

Protok gasa

A

V

m/h

mm

l/min

18÷20

8÷10

5÷6

50÷60 ...

4

300÷350

18÷20 ... 30÷32

...

... 24÷26

... 20÷24

18÷20

MIG - zavarivanje (Metal - Inertan Gas) MIG - postupak je sličan MAG-u, s tim što se koristi drugi zaštitni gas - argon i drugačiji pištolj. Najviše se primenjuje za zavarivanje legiranih čelika i neželeznih metala debljine do 20 mm, pomoću žice prečnika 1÷2.5 mm. Osnovne karakteristike MIG postupka zavarivanja su: - zavarivanje je moguće u svim položajima, - parametri zavarivanja: I = 150÷500 A; U = 20÷30 V; vz = 6÷90 m/h, - protok argona: q = 20 l/min, strujanje - laminarno, - spoljna karakteristika izvora: ravna (pad 2 V na 100 A), - struja zavarivanja: jednosmerna obrnutog polariteta. Ovde se daju kratke napomene pri zavarivanju nerdjajućih čelika, aluminijuma, magnezijuma, bakra, nikla i njihovih legura MIG postupkom. Skoro sve vrste nerdjajućih čelika mogu se uspešno zavarivati u zaštiti inertnih gasova. U primeni su svi načini prenosa dodatnog metala (kratkospojeni, krupnokapljičasti, pulsirajući i prenos u mlazu). Dodavanjem 3 do 5% kiseonika argonu, umanjuje se potrebna jačina struje. Zavarivanje se izvodi poluautomatski ili automatski jednosmernom strujom obrnutog polariteta (žičana elektroda vezana za + pol). Neophodno je primenjivati režime zavarivanja koji smanjuju udeo osnovnog metala u šavu i spajati čelike i dodatne metale sa minimalnim sadržajem odgovarajućih primesa (fosfora, sumpora, olova, kalaja, bizmuta, kiseonika, vodonika). Potrebno je održavati što kraći izvučeni - slobodni deo žičane elektrode i odabrati optimalnu brzinu zavarivanja i potrošnju zaštitnih gasova radi sprečavanja prodiranja vazduha u zonu istopljenog metala. MIG postupkom se uspešno zavaruju aluminijum i njegove legure iz sledećih razloga: - nije potrebna upotreba topitelja, - primenom jednosmerne struje pozitivne elektrode (E+) dolazi do katodnog čišćenja (razaranja) oksidnog sloja na osnovnom metalu, - omogućuju se veće brzine zavarivanja, - uža je zona uticaja toplote, odnosno manje deformacije i - relativno kratka obuka zavarivača. Zavaruju se uspešno materijali uglavnom deblji od 3 mm u svim položajima. Upotrebljava se najčešće elektrodna žica prečnika 1.6 mm, a za materijale deblje od 8 mm treba primeniti još i predgrevanje. U tablici 12 daju se orijentacioni podaci za MIGs * zavarivanje aluminijuma. Kako pri zavarivanju aluminijuma i njegovih legura postoje odredjene teškoće, kao i pri zavarivanju drugih lakih legura to se treba pridržavati sledećeg: *

zavarivanje u inertnom gasu topljivom žičanom elektrodom, sa kratkospojenim prenosom dodatnog materijala (Short-Arc)

11

- pre zavarivanja ukloniti slojeve oksida sa stranica žleba i ostalih površina na minimalnom rastojanju 30÷40 mm. Pre nanošenja sledećeg sloja neophodno je očistiti površinu prethodnog sloja, - čišćenje izvoditi isključivo četkom od nerdjajućeg čelika ili odgovarajućim strugačem. Na površinama radnog komada ne smeju se praviti duboki zarezi jer oni mogu biti žarište korozije, - pripoje izvoditi prema propisanom redosledu i na odgovarajućem rastojanju. Treba se na kraju podsetiti da je pre uvodjenja MIG - postupka za zavarivanje legura aluminijuma korišćen oksiacetilenski, REL i TIG - postupak. Teškoće vezane za primenu gasnog i REL - zavarivanja prevazidjene su pronalaskom TIG - postupka, ali su ostali problemi teško pristupačnih ugaonih šavova i nedovoljno koncentrisane toplote TIG-a za debele preseke. Gotovo sve su teškoće prevazidjene primenom MIG - postupka naročito za izvodjenje ugaonih šavova koji čine znatan deo spojeva u zavarenim konstrukcijama. Tablica 12 Orijentacioni podaci za MIGs zavarivanje aluminijuma Debljina

Tip

Broj

spoja

prolaza

sučeoni preklopni ugaoni

1 1 1

mm 3 ... 20

Struja zavarivanja H1)

V1)

140 140 140

A -

Prečnik Brzina Potrošnja argona

O1) -

... ... ... ... ... sučeoni 250 2÷3 370÷390 250 preklopni 2÷3 380÷400 380÷400 240÷270 ugaoni 2÷3 380÷400 380÷400 240÷270

elektrode zavariv. H1) mm 1.6 1.6 1.6 ... 2.4 2.4 2.4

V1)

Napomena

O1) (Temperatura

m/min

l/min predgrevanja) 0.8÷1.0 13 13 13 ... ... ... ... ... 0.3÷0.4 20 25 25 250°C 20 25 25 20 25 25 -

1) H, V, O - horizontalan, vertikalan i položaj zavarivanja iznad glave, respektivno Magnezijum i njegove legure zavaruju se sličnom tehnologijom kao aluminijum i njegove legure. Zavarljive legure bakra su uglavnom mesing i bronza kao i čist dezoksidisani bakar. Uspešno se zavaruju sučeoni i ugaoni spojevi sa prenosom dodatnog materijala u mlazu (MIGs) a posebno sa pulsirajućim prenosom dodatnog materijala (MIGp). Metal debljine do 5 mm zavaruje se sa predgrevanjem do 350 °C, a sa povećanjem debljine temperatura predgrevanja se povećava na 600 do 800 °C. Temperaturu predgrevanja treba održavati približno konstantnom za vreme zavarivanja. Bakar i njegove legure pored zavarivanja u zaštiti argona, mogu se zavarivati i u smeši argona i azota (70 do 80% Ar + 20 do 30% N2), radi uštede argona i povećanja produktivnosti. Najčešće je u primeni elektrodna žica prečnika 1.6 mm i zavarivanje u nagnutom položaju pod uglom od 45° . Čist nikal i njegove legure zavaruju se obično u debljinama iznad 4 mm. U pogledu tehnologije zavarivanja, nikal i njegove legure su najbliži visokolegiranim austenitnim koroziono postojanim čelicima. Kao i u slučaju zavarivanja aluminijuma i njegovih legura posebnu pažnju treba posvetiti čistoći spoljnjih površina osnovnog i dodatnog materijala. Zona spoja mora biti metalno sjajna, očišćena od nečistoća i oksidnih skrama mehaničkim ili hemijskim sredstvima. Najčešće se primenjuju pulsirajući i kratkospojeni prenos dodatnog metala. U slučaju navarivanja i reparature oštećenih delova preporučuju se nešto veće vrednosti struje ( 20%) u odnosu na zavarivačke radove. Oprema za MIG zavarivanje prikazana je na slici 13.

12

Slika 13 Oprema za MIG zavarivanje Na kraju poglavlja o zavarivanju u zaštiti gasova topljivom elektrodnom žicom postupcima MIG/MAG (ili kako se oni često jedinstveno nazivaju GMA - Gas Metal Arc), treba istaći da medju njima nema velike razlike jer su izvori struje i polaritet isti a u dodatnim žicama razlike su neznatne. Koji će se zaštitni gas upotrebiti uslovljeno je metalurškim faktorima i potrebom da se kontroliše prštanje i oblik šava (sl. 14). U tom smislu čist argon se koristi pri zavarivanju neželeznih metala (uglavnom legura aluminijuma, bakra i njegovih legura) i legura nikla, mešavina Ar-CO2 za ugljenične i niskolegirane čelike (Ar-5%CO2 za tanje preseke i Ar-20%CO2 za deblje preseke), a argon sa dodatkom 1÷5%O2 za nerdjajuće čelike. Ugljendioksid se samostalno upotrebljava za zavarivanje ugljeničnih čelika kratko spojenim prenosom, odnosno pri zavarivanju strujom veće jačine prenosom u vidu krupnih kapljica. Svim postupcima zavarivanja u zaštiti gasa smetaju vazdušna strujanja (vetar, promaja), jer se može oduvati zaštitni gas i nastati poroznost i oksidni uključci u metalu šava. Takodje je neophodno laminarno strujanje gasa.

CO2

Ar - CO2

Slika 14 Uticaj zaštitnog gasa na prštanje, prenos metala i penetraciju

13