Вибродуговая наплавка: Вибродуговая наплавка | Сварка металлов и материалов

Вибродуговая наплавка: описание процесса, оборудование, материал

Лучшим способом восстановления изношенных частей деталей в виде обода колеса, диска и вообще любых тел вращения является вибродуговая наплавка. Которая, в отличие от газокислородного и обычного сварочного дугового метода обеспечивает равномерность нанесения навариваемого/наплавляемого металла на объект ремонта.

Принцип устройства для нанесения равномерного нанесения металла несложен. Это совмещение детали вращения, закреплённой на валу токарного станка с необходимой для этой детали свободной зоной и вибро-электродуговой насадки, или наплавочной головки, которая размещается на месте штатного суппорта станка или крепится на нём.

Содержание

• 1 Вибро-электродуговая насадка
• 2 Как происходит вибродуговая наплавка
• 3 Дополнительные технические условия
• 4 Стабильность процесса
  • • 4.0.1 От чего зависит толщина слоя
• 5 Расходные материалы для наращивания металла
• 6 Уход за оборудованием электродуговой наплавки
• 7 Заключение

Вибро-электродуговая насадка

Это несложное устройство представляет собой механический вибратор или специальную электромагнитную установку, работающую по принципу соленоида в реле, когда подаваемый переменный ток колеблет взад-вперёд внутри обмотки металлический стержень-электрод.

Вибраторы механического типа только называются так, на самом деле они тоже связаны с частотой переменного тока, и являются по сути электромеханическими. И у электромагнитных, и у механических вибраторов частота колебаний наплавной проволоки, или стержня-электрода, может быть в пределах 50-100 гц.

Перемещения стержня в обмотке вызывают кратковременные касания его к наплавляемой детали, а затем отрывы от неё. Во время касания стержня-электрода детали, зажатой и вращающейся в станке, происходит короткое замыкание, напряжение становится нулевым, а ток, наоборот, скачкообразно нарастает. Во время отрыва происходит скачок напряжения, ток прерывается, а между деталью и электродом возникает дуга. Так как в цепь включена катушка индуктивности, постоянного напряжения в цепи не хватает для постоянной дуги разряда, но импульсная подача тока и напряжения способна вызвать такую дугу, которая выглядит как серия сливающихся для глаза коротких вспышек, которые выглядят как непрерывная дуга, но на деле таковой не являющейся.

Конструктивно электродуговая насадка является частью комплекса, в который входят источник сварочного тока и наплавочная головка ВДГ-5 (или её аналоги). Главное – нет нужды применять какие-то кустарные устройства, промышленностью давно освоены разные типы таких насадок на токарные станки – с разными узлами крепления и с разными способами подачи проволоки, из которой формируется наплавочный слой.

В вибродуговую головку в качестве неотъемлемых составных частей входят также

• Ролики подачи со стандартных мотков проволоки разных типов.
• Опорные узлы.
• Вибратор с двигателем, обеспечивающим колебания электрода.
• Наконечник обеспечения подвода электрода к заготовке.

Как происходит вибродуговая наплавка

Нужно иметь в виду, что КПД этого процесса весьма низок. Это происходит оттого, что при условной частоте тока вибратора в 50 гц касание электрода к детали составляет 0,01 сек. То есть 65% времени процесса падает на холостой ход. Но без фазы холостого хода полноценной наплавки тоже не получится. Чтобы понять, почему так происходит, нужно рассматривать процесс с дискретностью в доли секунд.

1. За период касания обрабатываемой детали и электрода в месте контакта ток возрастает до 400 А на кв. миллиметр, и проволочный электрод в месте касания от огромного скачка температуры нагревается до критических состояний..
2. Вибратор отрывает электрод от заготовки, и на ней остаётся часть электрода.
3. Возникающая дуга расплавляет эту каплю.
4. Электрод под воздействием остаточного импульса в обмотке продолжает удаление от наплавляемой детали, расстояние увеличивается, ток падает до нуля и дуга гаснет. Наступает фаза холостого хода.

Всё это происходит от 50 до 100 раз в секунду, и именно в чередовании холостого хода и касаний с дугой между ними происходит наплавка металла на изношенную заготовку.

Введённая в цепь дуги индуктивность служит источником накопления энергии во время разомкнутого состояния электрической цепи. Она вызывает фазовый сдвиг напряжения и тока, поэтому переход тока через фазу нуля способствует возникновению ЭДС самоиндукции, совпадающей по направлению с напряжением выпрямленной сети. Что способствует повторному возникновению дуги после разрыва цепи и её устойчивому горению в короткий промежуток времени между касанием и холостым ходом.

Электроды для вибродуговой наплавки имеют толщину 1,5-2 мм, и являются, по сути, проволокой из стали определённой марки, в той или иной степени совпадающей с маркой стали ремонтируемой детали. После короткого замыкания и отрыва в результате импульса в обмотке часть этой проволоки остаётся на детали в расплавленном состоянии.

Дополнительные технические условия

Чтобы не возникало перегрева ремонтируемой заготовки и, как следствие, её деформации, наплавляемую поверхность охлаждают следующими составами:

• 10-20% раствор технического глицерина,
• 3-4% водный раствор кальцинированной соды.

Может быть также охлаждение потоками холодного воздуха.

Восстановление изношенных в результате долгой эксплуатации деталей имеет под собой вполне оправданную экономическую подоплёку. Дело в том, что восстанавливают обычно старые, незаменимые части изделий (чаще всего уникальные по характеристикам валы вращения), которые давно сняты с производства и не выпускаются в виде запасных частей.

Охлаждения деталей растворами или воздушной струёй направленного действия выглядит в этих условиях не только оправданной, но и остро необходимой мерой, предохраняющей поверхность изделий и от деформаций и оберегая их габариты.

Точка подачи охлаждающих растворов не должна совпадать с местом горения дуги, иначе может пострадать качество наплавки. Для этого одновременно с вибраторами устанавливают магистраль, по которой подаётся охлаждение, с регулировочными механизмами подачи глицериновой или водной смеси, или воздушный вентиль. Но у охлаждающего раствора есть ещё одна функция — предохранение навариваемого металла от процессов азотирования, от которого он сделается чрезмерно хрупким, и кислородного окисления.

Стабильность процесса

О стабильности и отсутствии технологических сбоев процесса наплавки будет свидетельствовать равномерность характерного трескучего звука в момент наваривания и показания амперметра. Так как частота колебаний тока и напряжения в секунду бывает равной 50-100 гц, стрелка аналогового прибора будет не успевать колебаться туда-сюда и будет просто стоять на месте – но это как раз и будет свидетельствовать о стабильности процесса.

Если же плавление проволочного электрода сопровождается неприятным и неравномерным треском с разной частотой и периодичностью, а стрелка амперметра совершает беспорядочные колебания, это свидетельствует о неравномерности нанесения металла на заготовку, при которой могут образовываться каверны, а слой будет нервным и рыхлым.

От чего зависит толщина слоя

На толщину наплавляемого на деталь слоя металла влияют два параметра:

1. Скорость вращения заготовки (окружная скорость, зависящая от диаметра вала, колеса, обода той ремонтируемой детали, что закреплена на валу станка)
2. Скорость подачи сварочного проволочного электрода.

При увеличении скорости вращения будет получаться узкий и тонкий валик с медленной скоростью наращивания металла. Наоборот, снижение темпа вращения с одновременным увеличением числа и силы колебаний проволоки наплавляемая поверхность будет быстрее увеличиваться в диаметре. Но для увеличения толщины наращиваемого слоя металла нужна ещё и более толстая проволока.

Увеличения скорости вращения заготовки стараются всячески избегать и выставляют обычно минимально-возможную скорость – иначе в наращиваемом слое неизбежно появление каверн. И чем быстрее вращается деталь – тем большее количество каверн будет образовываться.

Пористый некачественный металл наплавки получается также в случае загрязнения детали маслами и смазками.

Расходные материалы для наращивания металла

Это в первую очередь проволока для наплавки. Используют два её основных типа:

• СВ-15 для наплавки металла на изделия из чугуна (придаёт поверхности особую твёрдость при определённой хрупкости)
• Св-08А Св-18ХГСА, Нп-50 (65Г), Нп-30ХГСА – для наплавки стальных слоёв.
• Проволока пружинного типа по ГОСТу 9389–75.

Уход за оборудованием электродуговой наплавки

Для обеспечения стабильной и бесперебойной работы дуговых насадок для наплавки металлических слоёв на ремонтируемые детали нужен постоянный мониторинг работоспособности оборудования, с выставлением точных параметров с применением аппаратуры КИП. Продолжительная работа головки без замены и регулировки подающего мундштука приводит к поломке роликов, что вызывает изъяны в образуемом слое в виде пропусков, раковин, каверн и резко снижает качество ремонта.

Заключение

Оборудовать вибродуговой головкой можно токарный станок практически любого года выпуска – даже такого, когда о методе наращивания металла способом дуговой сварки не имели ни малейшего понятия. Если не подходит стандартный адаптер, всегда при наличии некоторой технической смекалки можно изготовить переходник для крепления и подачи проволоки-электрода к поверхности, которая нуждается в реставрации. Продляя таким образом жизнь многим устройствам, на которые запасных частей можно просто не найти.

А размер в данном случае не имеет значения – вибродуговая наплавка позволяет ремонтировать и огромные гребные валы океанских судов, и оси микродвигателей размером в 5-6 см.

Вибродуговая наплавка

Этот способ обычно используется для наплавки деталей типа тел вращения диаметром 8…10 мм и более. Сущность метода заключается в том, что основной и электродный металл нагревается до расплавления теплотой, которая выделяется в результате возникновения периодически повторяющихся электрических разрядов, т. е. прерывисто горящей электрической дуги. Наплавленный слой образуется в процессе кристаллизации расплавленных основного и электродного металлов. Малая длительность и прерывистость горения электрической дуги обусловлены вибрациями электродной проволоки, которые создаются с помощью электромагнитных или механических вибраторов.

Вибродуговая наплавка – разновидность механизированной дуговой наплавки плавящимся металлическим электродом. Процесс наплавки осуществляется при вибрации электрода с подачей охлаждающей жидкости на наплавленную поверхность (рис. 1).

Рис. 1. Схема вибродуговой наплавки: 1 – наплавляемое изделие; 2 – сопло для подачи охлаждающей изделие жидкости; 3 – сопло для подачи жидкости в зону сварки; 4 – электродная проволока; 5 – подающие ролики; 6 – электромагнитный вибратор; 7 – пружина

Вибродуговая наплавка отличается тремя особенностями:

1. в цепь нагрузки источника питания включена индуктивность L;
2. напряжение источника питания недостаточно для поддержания непрерывного дугового разряда;
3. электродная проволока совершает колебания относительно детали с частотой 50…100 Гц и амплитудой 1…3 мм с периодическим касанием наплавляемой поверхности.

Весь процесс наплавки состоит из весьма коротких и непрерывно повторяющихся циклов, каждый из которых можно разбить на три части: короткое замыкание цепи, разрыв этой цепи и холостой ход. При коротком замыкании напряжение в сварочной цепи падает до нуля, а ток быстро возрастает. Далее наступает разрыв цепи, при котором возможно кратковременное возникновение микродуги. При частоте тока вибратора 50 Гц продолжительность одного цикла составляет 0,01 секунды. Из этого времени  65 % приходится на холостой ход. Следовательно, КПД – весьма низкий.

Во время короткого замыкания цепи через место контакта проходит ток плотностью до 400 А/мм2. Вследствие этого металл в месте контакта нагревается до высокой температуры. Далее торец электродной проволоки отрывается вибратором от наплавляемой детали, оставляя на ней часть металла электрода. Возникающая затем электрическая дуга расплавляет этот металл. В это время расстояние между торцом электродной проволоки и наплавляемой деталью увеличивается, электрическая дуга гаснет и наступает период холодного хода. Частым повторением таких циклов наращивается металл наплавляемого валика.

Введение индуктивности в цепь дуги обеспечивает накопление электрической энергии в индуктивности во время разомкнутого состояния цепи, сдвиг фаз тока и напряжения, поэтому переход тока через нуль происходит при наличии напряжения источника питания и возникновении электродвижущей силы самоиндукции, которая совпадает по направлению с напряжением источника питания. Это обеспечивает повторное возникновение дугового разряда после разрыва сварочной цепи и устойчивое горение дуги.

Вибродуговую наплавку выполняют вибрирующим электродом диаметром 1,5…2 мм. При каждом коротком замыкании часть наплавляемого электрода остается на поверхности. Толщина слоя получается небольшой. Так как в зону наплавки все время подаются охлаждающая жидкость (обычно водный раствор кальцинированной соды) или потоки воздуха, изделие прогревается и деформируется очень мало. Ускоренное охлаждение способствует повышению твердости наплавленного металла. Наиболее часто этот способ применяют при наплавке цилиндрических изделий небольшого диаметра (рис. 2). Выполняют вибродуговую наплавку и под слоем флюса.

Рис. 2. Схемы вибродуговой наплавки изделий различной формы: а – цилиндрической; б – внутренней поверхности трубы; в – конической; г – шестерни

Вибродуговая наплавка под слоем флюса имеет ряд преимуществ: дает возможность наплавлять металл только на изношенную часть, что уменьшает трудоемкость последующей механической обработки; позволяет получать наплавленный слой без пор и трещин; деформация детали минимальная и не превышает полей допусков посадочных мест; минимальная зона термического влияния.

Для комбинированной наплавки под слоем флюса вибрирующим электродом можно применять головки ОКС-1252 и ОКС-6569. При использовании электродной проволоки марки Нп-80 и флюса АН-348А твердость наплавленного слоя составляет 36…38 HRС. Для увеличения твердости наплавленного слоя до 52…54 HRC к флюсу АН-348А добавляют по 2 % феррохрома и серебристого графита.

Аппараты для автоматической вибродуговой наплавки (автоматические вибродуговые аппараты) являются основной частью наплавочных вибродуговых установок и служат для подачи к месту наплавки электродной проволоки и вибрации конца проволоки с заданной частотой и амплитудой.

Степень совершенства аппаратов для вибродуговой наплавки в значительной мере определяется конструкцией их колебательной системы, особенно видом привода системы, который может быть электромагнитным, электромоторным или пневматическим. Наиболее распространены вибродуговые аппараты с электромагнитными вибраторами. Они достаточно просты в устройстве, позволяют легко настраивать систему на заданный размах вибрации конца электродной проволоки и обеспечивают синусоидальную форму вибрации с частотой 100 Гц (при включении вибратора в стандартную сеть переменного тока с частотой 50 Гц) (рис. 2).

Рис. 2. Схема вибродугового аппарата ВДГ-3: 1 – электромагнитный вибратор; 2 – гидравлический амортизатор; 3 – наплавляемая деталь; 4 – хоботок; 5 – вибрирующий кронштейн; 6 – пружины

При необходимости наплавки деталей с различной частотой вибрации используют вибродуговые аппараты, снабженные колебательными системами с электромоторным приводом. В этом случае

вибрация рычага, на котором закреплен хоботок, осуществляется с помощью вращающегося кулачка, поджатого пружиной к вибрирующему рычагу. Эксцентриситет кулачка определяет размах вибрации конца электродной проволоки, а частота вращения кулачка – частоту вибрации. В аппаратах с такими колебательными системами предусмотрены наборы сменных кулачков и сравнительно простые способы изменения частоты их вращения.

Вибродуговые аппараты могут иметь верхний или боковой подвод электродной проволоки. Боковой подвод электрода применяют преимущественно для наплавки цилиндрических деталей. При этом вращение наплавляемой детали устанавливается таким, чтобы сварочная ванна располагалась над электродом. Жидкий металл ванны будет стремиться стечь вниз, растекаясь по ширине ванны, что приведет к образованию маловыпуклых, слегка уширенных валиков. При затекании жидкого металла под дугу уменьшается глубина проплавления основного металла, меньше разбавляется наплавленный слой металлом детали, что имеет важное значение при наплавке тонких слоев, особенно проволокой с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов.

Просмотров:
1 844

Вибродуговая наплавка

Вибродуговая наплавка

Вибродуговая наплавка разработана в ЧИМЭСХ под руководством докт. техн. наук И. Е. Ульмана. Сущность процесса заключается в периодическом замыкании и размыкании находящейся под током электродной проволоки, которая в процессе плавления вибрирует с частотой 40…50 кол/с и больше. Наплавленный валик интенсивно охлаждается за счет теплоотвода в деталь и охлаждающую жидкость и получает закалку.

Вибродуговая наплавка по сравнению с ручной электродуговой увеличивает производительность труда в 2…4 раза. В процессе наплавки деталь нагревается не более чем на 100 °С, благодаря чему удается избежать коробления. Кроме того, исключена возможность изменения структуры металла детали, так как зона термического влияния при этом способе невелика. Не требуется дефицитных электродных материалов и дорогого оборудования. Эта наплавка дает возможность получить слой высокой твердости без последующей обработки и восстанавливать детали диаметром 10 мм и более.

Однако вибродуговая наплавка имеет и некоторые недостатки. Так, например, наплавленный слой имеет неоднородную твердость, значительное количество пор, высокие внутренние растягивающие напряжения, что ограничивает область применения этого способа для деталей, работающих в условиях тяжелых, знакопеременных и ударных нагрузок.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Цикл вибродуговой наплавки состоит из трех периодов: короткого замыкания, дугового разряда и холостого хода.

ВиброДуговая наплавка производится с помощью автоматической головки, которая устанавливается на суппорте токарного станка вместо резцедержателя. Основание головки изолируется от плиты суппорта станка- текстолитовыми прокладками и втулками. Станок заземляется. Наплавляемая деталь, закрепленная в патроне или в центрах станка, вращается с определенной скоростью. Сварочный ток к обрабатываемой детали подводится токоподводящим устройством. Для этой цели на шпиндель токарного станка напрессовывается медное кольцо; к станине привинчивается траверса со щеткодержателем и щеткой. Рекомендуется обратная полярность тока (на детали «минус»), так как при ней уменьшаются термические воздействия на деталь с включением в цепь регулируемого индуктивного сопротивления.

Автоматическая вибродуговая головка предназначена для подачи электродной проволоки и отрыва ее от детали. Проволока из кассеты 6 подается механизмом, который состоит из роликов, редуктора и электродвигателя. Вибрирует электрод с помощью электромагнитного или механического вибратора. Охлаждающая жидкость в зону наплавки подается насосом.

Лучшими источниками питания для вибродуговой наплавки являются агрегаты типа АНД. Они состоят из электродвигателя и генератора НД с жесткой внешней характеристикой, имеющего два коллектора и шунто-вую обмотку с самовозбуждением. Генераторы снабжены шунтовыми регуляторами напряжения типа РШН-1.

Рис. 1. Принципиальная схема вибродуговой наплавки:
1 — электродвигатель; 2 — цасос; 3 — наплавляемая деталь; 4 — вибрирующий мундштук; 5—механизм подачи проволоки; 6 — кассета; 7 — вибратор; 8 — индуктивное сопротивление; 9 — бак для жидкости.

Агрегат АНД-500/250 используют для питания одной головки при диаметре электродной проволоки до 2 мм и скорости подачи не более 2м/мин. Более мощные агрегаты АНД-1000/500 и АНД-1500/750 позволяют наплавлять либо одновременно двумя-тремя наплавочными головками, либо проволокой большего диаметра, либо ленточным электродом. При вибродуговой наплавке можно также применять селеновые выпрямители марок ВС-600, ВДГ-301 и сварочные преобразователи ПСГ-300, ПСГ-500.

Для перечисленных типов источников тока в сварочную цепь необходимо включить регулируемое реактивное сопротивление в целях настраивания сварочной цепи на оптимальные переходные процессы наплавки. Для этого -используют дроссели РСТЭ-34, РСТЭ-24. Индуктивность сварочной цепи должна быть 300…400 мГ, что соответствует 8… 12 виткам реактивной катушки дросселя РСТЭ-34.

Вибродуговым способом наплавляют различные детали тел вращения по внутреннему и наружному диаметру, изготовленные из стали и чугуна. Технологический процесс восстановления деталей включает следующие операции: подготовку к наплавке, наплавку, последующую обработку наплавленного слоя, контроль качества покрытия.

Детали перед наплавкой очищаются от ржавчины, масла и нагара химическим или механическим способом. Если неравномерность износа детали превышает 0,3… 0,5 мм, ее подвергают механической обработке до полного устранения искажений геометрической формы. Имеющиеся на наплавляемой поверхности отверстия, пазы, канавки, которые нужно сохранить, заделывают графитовыми, медными или стальными вставками.

Качество и толщина наплавленного вибродуговым способом металла зависят от электродной проволоки и режима наплавки. Поэтому марку проволоки выбирают исходя из требований, предъявляемых к наплавленному слою. Следует иметь в виду, что необходимую твердость наплавленного слоя можно получить за счет применения проволоки соответствующего химического состава. При наплавке высокоуглеродистой проволокой Нп-65Г (0,65 % С) диаметром 1,6…1,8 мм твердость наплавленного металла достигает 46, 5…59 HRC3.

Если требуются низкие твердости, можно наплавлять проволокой марки Св-08, которая дает твердость НВ 200…275, или проволокой марки Нп-ЗОХГСА для получения средней твердости 32…41,5 HRC3. Можно использовать также стальную ленту.

Для вибродуговой наплавки перспективно применение порошковых проволок ПП-25Х5ФМС-0, ПП-ЗХ5Г2М-0, ПП-1Х14Т-0 и др.

Порошковой проволокой можно восстанавливать детали ходовой части гусеничных тракторов, поворотные цапфы тракторов МТЗ, крестовины карданных валов тракторов К-700, К-701, ступицы вариаторов зерноуборочных комбайнов и др.

Режим наплавки характеризуется величиной тока, скоростью подачи электродной проволоки, шагом наплавки, расходом охлаждающей жидкости, частотой вибрации электрода и т. д.

Напряжение дуги при вибродуговой наплавке целесообразно регулировать в пределах 16…24 В. При более низких напряжениях уменьшается производительность труда, а при повышении напряжения (более 25 В) увеличивается интенсивность выгорания легирующих элементов. Сила тока должна быть в пределах 130… 180 А и более.

Оптимальные значения скорости наплавки, обеспечивающие хорошее формирование наплавленного слоя, находятся в пределах 18…120 м/ч. Скорость подачи проволоки может изменяться в пределах 50…110 м/ч. Следует отметить, что низкая скорость приводит к образованию пропусков на наплавленной поверхности. При очень большой скорости не вся проволока расплавляется.

Шаг наплавки зависит от диаметра электрода, напряжения дуги и скорости подачи проволоки. Практика показывает, что шаг наплавки должен быть в 1…3 раза больше диаметра электродной проволоки. При малом обработка в момент кристаллизации наплавленного слоя благоприятно скажется на уменьшении пор и трещин и на увеличении усталостной прочности деталей. Работы в этом направлении проведены Э. Л. Левиным и В. С. Ибрагимовым в Башкирском сельскохозяйственном институте.

Вибродуговая наплавка

Автоматическую
вибродуговую наплавку широко применяют
для восстановления преимущественно
деталей типа вала диамет­ром более
20 мм, а также для восстановления отверстий
диамет­ром более 40 мм и глубиной до
100 мм. Процесс наплавки осуще­ствляют
при вибрации электродной проволоки с
подачей охлаж­дающей жидкости на
наплавленную поверхность. В качестве
охлаждающей жидкости применяют 2,5…6%-й
водный раствор кальцинированной соды
или 10…20%-й водный раствор глицери­на.
Образующийся пар защищает расплавленный
металл от воз­действия кислорода и
азота воздуха и охлаждает наплавляемую
де­таль, чем способствует получению
валика с более высокими меха­ническими
свойствами.

Сущность
способа вибродуговой наплавки деталей
состоит в том, что электродная проволока
подается из кассеты к наплавляе­мой
поверхности специальным механизмом,
который одновре­менно с подачей
проволоки вниз, к детали, придает ей
колеба­тельные движения с определенной
частотой (50… 110 Гц) и ампли­тудой (до
4 мм).

К
детали и электродной проволоке подводится
ток 80…300 А при напряжении 12…20 В. В место
соприкосновения проволоки с деталью
подаются охлаждающая жидкость, защитный
газ или флюс. Процесс может вестись и
без защиты дуги.

Цикл
наплавки включает в себя короткое
замыкание (в момент касания электродом
детали), горение дуги (во время отрыва
элект­рода от детали) и холостой ход
(от момента, когда дуга погасла, до
следующего короткого замыкания).

При
включении в цепь тока индуктивности
нарастание и паде­ние импульсов тока
сглаживаются, длительность и устойчивость
горения дуги возрастают.

Принципиальная
схема вибродуговой установки с
электроме­ханическим вибратором
показана на рисунке 6. Деталь 3,
под­лежащую
наплавке, устанавливают в патроне или
центрах токар­ного станка. На суппорте
станка монтируют наплавочную голов­ку,
состоящую из механизма подачи 5
проволоки
с кассетой 6,
электромагнитного
вибратора 7 с мундштуком 4.
Вибратор
создает колебания конца электрода с
частотой 110 Гц и амплитудой коле­бания
до 4 мм, обеспечивая размыкание и замыкание
сварочной цепи. При периодическом
замыкании электродной проволоки и
детали происходит перенос металла с
электрода на деталь. Вибрация электрода
во время наплавки обеспечивает
стабильность про­цесса за счет частых
возбуждений дуговых разрядов и
способствует подаче электродной
проволоки небольшими порциями, что
обес­печивает лучшее формирование
наплавленных валиков.

Электроснабжение
установки осуществляется от источника
тока напряжением 24 В. Последовательно
с ним включен дроссель 9
низкой
частоты, который стабилизирует силу
сварочного тока. Реостат 8
служит
для регулировки силы тока в цепи. В зону
на­плавки при помощи насоса 1
из
бака 2
подается
охлаждающая жидкость (4…6%-й раствор
кальцинированной соды в воде), кото­рая
защищает металл от окисления.

Качество
соединения наплавленного металла с
основным зави­сит от полярности тока,
шага наплавки (подача суппорта станка
на один оборот детали), угла подвода
электрода к детали, качества очистки и
подготовки поверхности, подлежащей
наплавлению, толщины слоя наплавки и
др.

Высокое
качество наплавки получают при токе
обратной полярно­сти («+» на электроде,
«—» на детали), шаге наплавки 1,5…3,5
мм/об. и угле подвода проволоки к детали
15…30°. Твердость наплавленно­го слоя
зависит от химического состава электродной
проволоки, ус­ловия подачи охлаждающей
жидкости, взаимного перекрытия ва­ликами
друг друга. Для вибродуговой наплавки
применяют преиму­щественно углеродистую
проволоку с содержанием углерода до
0,9% (Св-08, Нп-65Г, Нп-ЗОХГСА, У-7, ПК-1, Нп-30,
Нп-50). Диа­метр проволоки 1…3 мм. Следует
учитывать, что с увеличением диа­метра
проволоки существенно возрастает
производительность на­плавки: при
использовании проволоки диаметром 2 и
2,5 мм увели­чивается производительность
соответственно в 2 и 3 раза по сравнению
с применением проволоки диаметром 1,4
мм, но при этом снижается твердость слоя
на 5…8 единиц.

Толщина
наплавляемого слоя зависит от диаметра
проволоки, соотношения скорости подачи
проволоки и скорости наплавки. Ниже
даны рекомендуемые диаметры проволоки
в зависимости от толщины наплавляемого
слоя.

Достоинства
способа: незначительная по глубине зона
терми­ческого влияния; незначительная
деформация деталей после на­плавки;
высокая твердость и износостойкость
покрытия; высокая производительность
процесса; возможность получения покрытия
различной толщины и механических
свойств.

Недостатки
способа: снижение усталостной прочности
до 60 % из-за образования закалочных
структур в материале, вызывающих
«стягивающие напряжения и неоднородность
твердости ;наличие пор в покрытии по
причине быстрого перехода металла из
жидкого состояния в твердое.

ВИБРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА — Инструмент, проверенный временем

Вибродуговая наплавка применяется для цилиндрических деталей неболь­шого размера, особенно при ремонте деталей автомобилей и тракторов, станоч­ного оборудования (оси, валы, шпиндели, шлицевые валики). За счет вибра­ции электродной проволоки (амплитуда — 0,5-3,0 мм) обеспечивается чередова­ние кратковременной дуги, коротких замыканий и холостого хода Деталь, закрепленная в центрах или в патроне станка, равномерно вращается с не­обходимой скоростью. Для получения наплавленного слоя по ее длине сва­рочная (вибродуговая) головка перемещается вдоль наплавляемой детали. Электрод и деталь оплавляются за счет дугового разряда. Перенос металла, образующегося в виде капли на конце электрода в период горения дуги, про­исходит преимущественно во время короткого замыкания. Перенос металла не­большими каплями облегчает формирование ровных плотных слоев наплав­ленного металла.

При этом процессе горения дуги достигается хорошее формирование, наплавлен­ных валиков, обеспечивается возможность наплавки тонких валиков, площадь сечения которых близка к площади сечения проволоки. При необходимости время горения дуги может быть увеличено включением в сварочную цепь дроссе­ля или уменьшено включением конденсатора параллельно разрядному проме­жутку. Для улучшения условий горения дуги в зону наплавки подается охлаж­дающая жидкость, которая содержит соли; в ее состав вводятся ионизирующие элементы. В качестве охлаждающей жидкости чаще всего применяют водный раствор кальцинированной соды или 20% — ный водный рас­твор глицерина.

Применение флюса обеспечивает спокойное горение дуги и замедленное остыва­ние металла, что предотвращает образование трещин. В этом случае наплавочная установка дополнительно оснащается устройством для удержания флюса. Так как при вибродуговом способе происходит быстрое охлаждение маленьких пор­ций расплавленного металла, то возникает возможность наплавки деталей ма­лых диаметров.

Вибродуговая наплавка особенно эффективна при восстановлении изношенных деталей, у которых допускаемый износ составляет менее 1 мм. Вибродуговой наплавкой восстанавливают стальные и чугунные детали, на которых необходи­мо нанести равномерный тонкий слой наплавки при их минимальной дефор­мации, допускающей отдельные незначительные дефекты наплавки.

Преимущества вибродуговой наплавки:

-незначительный нагрев деталей;

-малая деформация детали в процессе наплавки;

-получение твердой поверхности без термообработки;

-несложное оборудования;

— высокая производительность;

-получение равномерного слоя наплавленного металла.

Недостаток вибродугового способа наплавки: — непрерывное охлаждение и прерыви — стый характер процесса способствует образованию мелких газовых пор, которые вызывают неравномерную твердость наплавленного слоя.

Кроме того развиваются новые технологические направления модификации. К ним следует отнести наплавку в среде углекислого газа, водяного пара, в потоке воздуха и т. д. Разработаны и внедряются также методы механической, термиче­ской, термомеханической и ультразвуковой обработки металла, наплавленного вибродуговым способом.

Также применяется способ двухэлектродной вибродуговой наплавки, в отличие от одноэлектродной имеет более высокую производительность (до двух раз) и меньший расход электроэнергии на единицу наплавленного металла (на 20­25%).

Существенной особенностью двухэлектродной вибродуговой наплавки является то, что электроды вибрируют со смещением фазы амплитуд на 180°, т. е. во время замыкания одного электрода на сварочную ванну, второй находится на наиболь­шем расстоянии от нее.

Рекомендуемые ориентировочные режимы вибродуговой наплавки, а также диаметры проволоки (в зависимости от толщины наплавляемого слоя) выби­раются по табличным данным.

Твердость наплавленного слоя зависит от марки электродной проволоки и ре­жимов наплавки.

Вибродуговую наплавку характеризуют следующие показатели:

— потери электродного металла на угар и разбрызгивание

11-30%;

— коэффициент наплавки ан= 8-11 г/А • ч;

— коэффициент перехода из проволоки в наплавленный металл

для углерода 0,40-0,50, для марганца — 0,50-0,60;

— стоимость восстановления деталей в большинстве случаев

10-30% стоимости новой детали;

— коэффициент расплавления порошковой проволоки ар и потерь |/, шири­на b и высота hH, глубина проплавления h;

— кроющая способность шлака E=Sm/Sb, где Sm и Sb — площади

поверхности наплавленного валика.

При обычно применяемых режимах вибродуговой наплавки коэффициент расплавления составляет 9-12 г/А • ч, коэффициент наплавки 8-10 г/А • ч, поте­ри электродного материала на угар и разбрызгивание 11-15%, количество на­плавленного металла 1,2-1,5 кг/ч, коэффициент перехода углерода в наплав­ленный металл 0,45-0,55, марганца 0,45-0,60.

Пример. Толкатели клапанов двигателей наплавляют вибродуговой наплав­кой на переоборудованном токарном станке наплавочной головкой, смонтиро­ванной на суппорте.

Толкатель обезжиривают и устанавливают в патрон токарного станка, где наплавляемую поверхность зачищают до металлического блеска.

Режим наплавки:

сила тока, А

120-160

напряжение на дуге, В 14-16

Наплавку начинают с кромки цилиндрической поверхности от тарелки в сторону стержня. Толкатели клапанов двигателей

ГАЗ-51 наплавляют на длину 24 и 15,5 мм, двигателей ЗИЛ-120

на всю длину до диаметра 17,0 мм.

Для лучшей механической обработки наплавленный металл,

подвергают отпуску токами высокой частоты. Затем наплавлен­ную часть толкателя обтачивают на станке и подвергают

поверхностной закалке токами высокой частоты до 51,0 HRC

после чего шлифуют.

ВИБРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА ДЕТАЛЕЙ

Особенности углеводов-конверта в разработке многокомпонентных покрытий Cermet износостойкой.

https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127952Получить права и содержание

В работе представлен простой и экономичный способ карбовибродуговой наплавки металлических поверхностей. Данным способом нанесены износостойкие металлокерамические покрытия из многокомпонентных паст 21,17Fe–4,75C–33,48Cr–1,45Si–1,35B–2,8Mn с добавкой 25 мас.% В ₄ С и 10 % масс. Na ₃ AlF ₆ на стальной подложке. Исследованы микроструктура и фазовый состав металлокерамического покрытия, определено распределение микротвердости от его поверхности к металлической подложке. Установлено, что основную зону покрытия составляют упрочняющие фазы CrFe ₄ и B _0,7 Fe ₃ C _0,3 , расположенные в матрице, представляющей собой твердый раствор C, B, Cr, и Mn в железе. Трибологические испытания образцов с защитным металлокерамическим покрытием и без него проводились методом измерительного скольжения; Получены 2D и 3D изображения поверхностей канавок износа. Установлено, что образцы с покрытием имеют в 2 раза меньший коэффициент трения и в 2,8 раза большую износостойкость, чем образцы без покрытия. Защитные металлокерамические покрытия нанесены на товарные детали сельскохозяйственной техники (голени). Проведены сравнительные испытания голеней с защитными покрытиями и товарных голеней без покрытия в реальных полевых условиях. Установлено, что срок службы деталей с разработанным металлокерамическим покрытием в 2,5–3 раза выше, чем у серийных деталей без покрытия. Показано, что данная технология позволяет снизить загрязнение почвы металлическим мусором и повысить производительность комбайнов.

Для увеличения срока службы различных деталей и узлов машин и механизмов, работающих в условиях абразивного изнашивания, широко применяют технологии упрочнения [1], [2], [3], [4], [5], [6 ], [7]. Нанесение защитных покрытий на различные детали сельскохозяйственной техники является актуальной задачей [8], [9], [10], [11], [12]. Например, значительное количество рабочих органов плугов почвообрабатывающих машин (отвалы, лемеха, лемеха) теряют работоспособность из-за радиального износа их рабочих поверхностей при обработке почвы. В то же время многие рабочие органы с данным видом износа эксплуатируются вплоть до сквозного протирания, что совершенно недопустимо, т.к. приводит к резкому снижению качества выполняемых полевых работ, перерасходу топлива, загрязнению почвы. с частями сломанных деталей [8].

Для увеличения ресурса рабочих органов сельскохозяйственных машин чаще всего применяют метод электродуговой наплавки [8], [13], [14], [15], [16]. В качестве наплавочных материалов широко применяются электроды из композиционных твердых сплавов или порошковых материалов, полученных методами порошковой металлургии [17], [18], [19]. Однако их изготовление требует большого количества сложных операций, а также значительных энергозатрат. Традиционно используемые при изготовлении наплавочных электродов материалы значительно уступают по своим свойствам металлокерамическим материалам; кроме того, они не обеспечивают высокой износостойкости деталей с защитными покрытиями, вследствие чего их ресурс составляет не более 50–60 % ресурса новых деталей. Сегодня PVD [6], [20], [21], [22], [23], [24] и CVD [24], [25], [26], [27], [28], [29].], [30] широко применяются технологии, позволяющие получать защитные покрытия на металлических поверхностях с повышенными физико-механическими и трибологическими свойствами. Также стоит отметить метод электроосаждения, позволяющий получать функционально-градиентные покрытия [31], многослойные покрытия [32] и нанокомпозитные покрытия [33]. Применяются защитные покрытия на основе наноструктурированного порошка WC-CoCr, обладающие лучшими комплексными свойствами, включая низкое обезуглероживание, высокую микротвердость и трещиностойкость [34], [35]. Однако эти технологии требуют дорогостоящего оборудования и повышенных требований к обрабатываемым поверхностям деталей, что значительно увеличивает их стоимость. Например, некоторые технологии трудно применимы для нанесения равномерного и качественного защитного покрытия из-за сложной геометрии плугов.

Простым и экономичным способом нанесения защитных покрытий является карбовибродуговая наплавка (КВАД). Этот метод позволяет создавать защитное металлокерамическое покрытие на рабочих органах сельскохозяйственных машин, увеличивая срок их службы [36], [37]. Целью данной работы является создание металлокерамических покрытий из многокомпонентных паст 21,17Fe–4,75C–33,48Cr–1,45Si–1,35B–2,8Mn с добавками 25 мас. % В ₄ С и 10 мас. % Na _3. АлФ ₆ методом ЦВАС изучить особенности структуры конечных металлокерамических покрытий, их фазовый состав, механические и трибологические свойства. Для окончательной оценки эффективности применения метода CVAS для увеличения срока службы рабочих органов плугов проведены реальные полевые испытания товарных сельскохозяйственных частей (корпусов полунавесного оборотного 7-корпусного плуга КУН Challenger NSH). с металлокерамическим покрытием и без покрытия.

Фрагменты разреза

Для ЦВАС использовалась установка ВДГУ-2, состоящая из тиристорного источника тока-инвертора, пульта управления и вибратора с закрепленным в нем угольным электродом диаметром 6–8 мм [36]. Многокомпонентную пасту для ЦВАС готовили техническим смешением в шаровой мельнице (частота вращения 120 об/мин, время перемешивания 20 мин) следующих компонентов, мас.%: 21,17Fe–4,75–33,48C–1,45S–1,35–2,8 Mn с добавкой 25 мас.% В ₄ С (Запорожский абразивный завод ТУ РГС У

Проведенные исследования позволили установить, что в поперечном сечении полученного металлокерамического покрытия можно выделить две характерные зоны, а именно основную и переходную (рис. 2). Результаты рентгенофазовых исследований поперечного сечения образца (рис. 3) и результаты РЭМ-исследований (рис. 2, рис. 4) показывают, что основная зона металлокерамического покрытия представляет собой композиционный материал, в котором твердо- частицы сплава (упрочняющие фазы), присутствующие в матрице, которая является твердой

(1)

Предложен новый метод ЦВАС для создания износостойких металлокерамических покрытий с использованием многокомпонентных паст 21,17Fe–4,75C–33,48Cr–1,45Si–1,35B–2,8Mn с добавкой 25 мас. % В ₄ С и 10% масс. Na ₃ AlF ₆ . Установлено, что металлокерамическое покрытие состоит из двух зон, основной и переходной. На основании СЭМ и РФА предполагалось, что основная зона содержит упрочняющие фазы CrFe ₄ и В _0,7 Fe ₃ С _0,3 , находящиеся в матрице твердого раствора C, B, Cr, Mn в железе.

(2)

P. M. Bazhin — Наблюдение, написание — Обзор и редактирование

N. V. Titov — Curation, Property

A.

Авдеева В.В. — Визуализация

Коломейченко А.В. — Методика

Столин А.М. — Курирование данных.

Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.

Работа выполнена в рамках государственного задания Института структурной макрокинетики и материаловедения РАН, Орловского государственного аграрного университета, Института общей и неорганической химии им. Курнакова РАН. Авторы выражают благодарность Министерству науки и высшего образования Российской Федерации.

Ссылки (40)

• D. Wang et al.
  

  Влияние размера карбидного зерна и характеристик кристаллов на микроструктуру и механические свойства покрытий WC-CoCr, напыленных HVOF

  Int. Дж. Преломление. Встретились. Жесткий Матер.

  (2017)

• С. Сангита и др.
  

  Импульсное электроосаждение самосмазывающихся нанокомпозитных покрытий Ni–W/ПТФЭ на поверхность мягкой стали

  Заявл. Серф. науч.

  (2015)

• В. Торабинеджад и др.
  

  Электроосаждение многослойных покрытий Ni-Fe и Ni-Fe-(наноAl2O3)

  J. Alloys Compd.

  (2016)

• С.А. Ладжеварди и др.
  

  Синтез функционально-градиентного нанокомпозитного покрытия Al2O3–Ni методом импульсного электроосаждения

  Заявл. Серф. науч.

  (2013)

• А. Д. Соса и др.
  

  Контактная усталость WC-Co с покрытием α-Al2O3-Ti(C, N) CVD в сухих и влажных условиях

  Матер. лат.

  (2021)

• X. Чжэн и др.
  

  CVD-синтез нанометрового покрытия SiC на алмазных частицах

  Ceram. Междунар.

  (2021)

• Д. Т. Гон и др.
  

  Тонкопленочные характеристики гибридного PVD-процесса порошкового покрытия

  Surf. Пальто. Технол.

  (2013)

• Л.С. Вака и др.
  

  Трибологические и коррозионные свойства стали AISI 316L с дуплексным покрытием при использовании плазменной ионной имплантации и осаждения

  Матер. Сегодня коммун.

  (2021)

• Э.Л. Варданян и др.
  

  Свойства покрытий на основе интерметаллической тизинговой связки Al, нанесенных на ультрамелкозернистую мартенситную сталь

  Surf. Пальто. Технол.

  (2020)

• Ю. Хан и др.
  

  Влияние параметров процесса вакуумного предварительного окисления на эволюцию микроструктуры покрытия CoCrAlY, нанесенного методом HVOF

  J. Alloys Compd.

  (2018)

• Структурные модификации, вызванные ультразвуковой вибрацией при плазменном напылении Ni покрытие на алюминиевой подложке

  2022, Технология поверхностей и покрытий

  В этом исследовании к алюминиевой подложке во время плазменного напыления никелевых покрытий применялась ультразвуковая вибрация с частотой 28 кГц. Исследованы микроструктура, механические свойства и износостойкость покрытий. При применении ультразвуковой вибрации увеличилось сцепление между сплатами и уменьшилась пористость покрытий с 6,2 % до 3,4 %. Размер зерен в покрытиях также уменьшился. Твердость и модуль Юнга покрытия увеличились с примерно 2,8 ГПа и 111,5 ГПа до примерно 4,4 ГПа и 183,4 ГПа соответственно за счет применения ультразвуковой вибрации. Ширина и глубина следа износа, а также скорость изнашивания никелевого покрытия, напыленного с помощью ультразвуковой вибрации, также значительно уменьшились. Эти результаты приписываются эффектам акустического давления и акустического потока, кавитации и нагреву ультразвуковой вибрации, которые способствуют смачиванию и заполняющей способности и влияют на затвердевание капель расплавленного никеля в процессе распыления.

• Высокотемпературное окисление плазменно-напыленного металлокерамического покрытия CoCrAlTaY-30Al

  2O3 при 1050^◦C

  2022, Покрытия

• Исследовательская статья

  Влияние аустинитизации на микроструктуру и коррозионную стойкость AL-10SI-

  x Zn- Y MG Coating

  Technology Technology и Coating0002 В процессе термообработки с предварительным легированием и последующей аустенитизацией было исследовано влияние аустенитизации на микроструктуру и коррозионную стойкость покрытия Al-10Si- x Zn- y Mg. После предварительного легирования при 700 °C слой сплава Al-Si в покрытии начал исчезать. При повышении температуры аустенизации в покрытии появлялись фазы FeAl и Fe ₃ Al. Более того, по мере увеличения времени аустенизации объем фазы FeAl становился больше, а объем фазы Fe ₂ Al ₅ фаза стала меньше. Элемент Si и небольшое количество элементов Zn и Mg всегда присутствовали в покрытии в виде твердого раствора. Потенциал самокоррозии покрытий Al-10Si и Al-10Si-10Zn-2Mg после аустенизации увеличивался, а плотность тока самокоррозии его сначала уменьшалась, а затем возрастала, и была наименьшей при температуре аустенизации 950 °С. По сравнению с покрытием Al-10Si покрытие Al-10Si-10Zn-2Mg после аустенитизации при той же температуре имело более низкие потенциал самокоррозии и плотность тока самокоррозии. Следовательно, добавление элементов Zn и Mg может улучшить протекторную защиту и коррозионную стойкость покрытий Al-10Si.

• Научная статья

  Анализ электрохимического поведения пленки плазменно-электролитического оксидирования на сплаве Zirlo в буферном растворе бората лития при 25–300 °C

  Технология поверхностей и покрытий, том 429, 2022 г. , статья 127935 пленки плазменно-электролитического окисления (ПЭО) на сплаве Zirlo в буферном растворе бората лития при 25–300 ° C оценивали с помощью электрохимической импедансной спектроскопии (EIS) in situ и потенциодинамической поляризации. При повышении температуры раствора до критического значения (150 °C) на средней частоте наблюдался новый процесс релаксации, связанный с различимым максимумом на кривых зависимости фазового угла от частоты, который становился более выраженным с повышением температуры. Этот релаксационный процесс практически исчез после короткого времени выдержки при температуре 300 °С. Переход процесса релаксации был тесно связан с импедансом пленки ПЭО. Новый процесс релаксации был приписан диффузии продуктов коррозии через пленку ПЭО. Кроме того, наблюдалась деградация защитных свойств пленки ПЭО с повышением температуры, что было связано с повышенной ионной проводимостью легированного диоксида циркония при высокой температуре. Наконец, пленка ПЭО почти не изменилась по морфологии и микроструктуре после испытаний ЭИС на месте при 25–300 °C.

• Научная статья

  Эволюция морфологии аблированной поверхности композитов SiC

  _p /Al при облучении наносекундным лазером аэрокосмических компонентов из-за их малого веса и высокой прочности. Поскольку их обработка традиционными методами весьма проблематична, приходится использовать и оптимизировать методы лазерной обработки. В этом исследовании два композита с алюминиевой матрицей, армированной частицами SiC, с разным объемным преломлением и средним размером частиц, а именно SiC _p /AA2024 (45%, 30 мкм) и SiC _p /AA6061 (60%, 3 мкм) облучали наносекундным лазером с плотностью энергии в диапазоне 0,68–6,83 Дж/см ² . Эволюция морфологии аблированной поверхности изучалась с помощью СЭМ, а распределение элементов анализировалось с помощью ЭДС. При увеличении плотности импульса расплавленная матрица сначала выливалась из промежутков между частицами карбида кремния, а затем растекалась по их поверхности, образуя гладкую поверхность в первом композите с малым размером частиц, но не покрывая частицы SiC во втором с большим размером частиц. Частицы SiC на обработанной лазером поверхности были сильно окислены, в то время как распределения элементов Al и Si на обработанных лазером поверхностях были независимыми. Дисперсия элемента Si увеличивалась с увеличением плотности потока энергии. Порог абляции и шероховатость поверхности SiC _p /AA6061 был ниже, чем у SiC _p /AA2024, в отличие от глубины абляции. Проведенное тепловое моделирование подтвердило наличие теплопроводности между матрицей и арматурой, а также влияние объемной рефракции частиц и среднего размера на тепловые характеристики композитов SiC _p /Al. Полученные результаты считаются полезными для обоснования применимости различных методов лазерной обработки к композитам с алюминиевой матрицей, армированной частицами SiC.

• Научная статья

  Отличия необработанной и обработанной диффузионной зоны в алюминиевом сплаве Alclad 2024-T3 и твердых анодных пленках по HNO

  ₃ обычно проводят при подготовке поверхности алюминиевых сплавов к их последующему анодированию. В настоящей работе исследованы свойства диффузионной зоны алюминиевого сплава Alclad 2024-T3 и его твердых анодных пленок без/с предварительной химической обработкой. Исследуемые поверхности были охарактеризованы морфологически, композиционно и электрохимически для определения изменений, вызванных процедурой обработки. Полученные результаты показали, что в необработанной диффузионной зоне наблюдается неоднородное поверхностное распределение интерметаллидов, в основном содержащих элементы кремния, меди и магния, из-за наличия оболочки 1230 и сердцевины 2024-Т3 в диффузионной зоне алюминиевого сплава Alclad 2024-Т3. . Кроме того, необработанные твердые анодные пленки имели поры угловатой формы и содержали дополнительные корундовые и диаспоровые кристаллические структуры. При химической обработке NaOH с последующей HNO ₃ удалил многие интерметаллические соединения или частично их растворил, атомы кремния были предпочтительно удалены, что сделало сплав обогащенным магнием, а твердые анодные пленки имели поры круглой формы и полностью аморфны. Наконец, обе пленки обладают преобладающим диэлектрическим поведением с небольшими вкладами полупроводников p-типа из-за интерметаллических соединений Al-Si-O.

• Исследовательская статья

  Роль атомного слоя осажденного TiO

  _x N _y промежуточный слой в трибологических и коррозионных свойствах CrN покрытия

  Технология поверхностей и покрытий, том 429, 2022, статья 127981

  Дефекты роста в напыленных CrN покрытиях могут ухудшать их трибологические и коррозионные свойства. Чтобы устранить указанный выше недостаток, осажденный атомарный слой TiN был нанесен на напыленный слой CrN, окислен, а затем снова покрыт CrN с образованием композитного покрытия CrN/TiO _x N _y /CrN с сэндвич-структурой. Вставка TiO _x N _y промежуточный слой привел к предпочтительной ориентации (111) и измельчению зерен кристаллов CrN, что привело к улучшению его механических характеристик и коррозионной стойкости. По мере увеличения толщины слоя TiO _x N _y механические и коррозионные свойства композиционных покрытий дополнительно улучшались. Композитное покрытие с промежуточным слоем TiO _x N _y толщиной 30 нм обеспечивает наибольшую коррозионную стойкость, самый низкий коэффициент трения и скорость износа, а также высокую твердость и адгезионную прочность, что можно объяснить синергетическим эффектом многослойный TiO _x N _y прослойка.

• Исследовательская статья

  Полидофамин + SiO

  ₂ Подслой из наночастиц для улучшения адгезии и долговечности DLC-покрытия

  Surface and Coatings Technology, Volume 429, 2022, Article 127964

  Алмазоподобное углеродное покрытие (DLC) было осаждено с использованием метода химического осаждения из паровой фазы с усилением плазмы (PECVD) на полидофаминовом (PDA) и композитном подслое из наночастиц SiO ₂ (NP) (PDA + SiO ₂ ) для повышения сопротивления распространению трещин и отслоению покрытия, особенно в условиях циклического нагружения. Для определения критических нагрузок и механизмов износа покрытия были проведены испытания на царапанье и линейное возвратно-поступательное движение. Покрытие PDA + SiO ₂ /DLC также сравнивали с покрытиями DLC без нижнего слоя, с нижним слоем PDA и с нижним слоем триметилсилана [(CH ₃ ) ₃ SiH] (TMS). Покрытие PDA + SiO ₂ /DLC значительно увеличило критические нагрузки для начального распространения трещины, начального расслоения и общего расслоения. Испытания на линейный возвратно-поступательный износ показали, что PDA + SiO 9Покрытие 0020 2 /DLC имело уменьшение площади поперечного сечения дорожек износа в 2,5 раза, а средний размер трещин был в 40 раз меньше, чем у покрытия TMS/DLC. Таким образом, PDA + SiO ₂ /DLC лучше предотвращает распространение трещин и расслоение покрытия по сравнению с покрытием TMS/DLC.

Посмотреть полный текст

© 2021 Elsevier B.V. Все права защищены.

Металлургическая характеристика изменения формы проплавления в заготовке Тандемно-импульсная газовая дуговая сварка металлическим электродом с вибрацией

. 2020 10 июля; 13 (14): 3096.

дои: 10.3390/ma13143096.

Хабиб Хамед Заргари
¹
, Казухиро Ито
¹
, Цуёси Мива
¹
, Прадип Кумар Парчури
¹
, Хадзиме Ямамото
¹
, Абхай Шарма
²

3

Принадлежности

• ¹ Научно-исследовательский институт соединений и сварки, Осакский университет, 11-1 Михогаока, Осака 567-0047, Япония.
• ² Факультет машиностроения и аэрокосмической техники, Индийский технологический институт Хайдарабада, Сангаредди, Телангана 502285, Индия.
• ³ Кафедра материаловедения, Факультет инженерных технологий, KU Leuven, Campus De Nayer, 2860 Sint-Katelijne Waver, Бельгия.

• PMID:

  32664430

• PMCID:

  PMC7412249

• DOI:

  10.3390/ma13143096

Бесплатная статья ЧВК

Хабиб Хамед Заргари и др.

Материалы (Базель).

2020 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2020 10 июля; 13 (14): 3096.

дои: 10.3390/ma13143096.

Авторы

Хабиб Хамед Заргари
¹
, Казухиро Ито
¹
, Цуёси Мива
¹
, Прадип Кумар Парчури
¹
, Хадзиме Ямамото
¹
, Абхай Шарма
²

3

Принадлежности

• ¹ Научно-исследовательский институт соединений и сварки, Осакский университет, 11-1 Михогаока, Осака 567-0047, Япония.
• ² Факультет машиностроения и аэрокосмической техники, Индийский технологический институт Хайдарабада, Сангаредди, Телангана 502285, Индия.
• ³ Кафедра материаловедения, Факультет инженерных технологий, KU Leuven, Campus De Nayer, 2860 Sint-Katelijne Waver, Бельгия.

• PMID:

  32664430

• PMCID:

  PMC7412249

• DOI:

  10.3390/ma13143096

Абстрактный

При тандемно-импульсной газовой дуговой сварке металлическим электродом (TP-GMAW) одновременно используются два проволочных электрода для увеличения скорости наплавки материала, что приводит к образованию пальцеобразного проплавления, поскольку одна из дуг проникает глубже, чем другая. С другой стороны, вибрация заготовки является одним из методов контроля микроструктуры металла шва и околошовной зоны. Попутно было обнаружено, что определенные условия вибрации изменяют проникновение в форме пальца на проникновение в форме чашеобразного дна в TP-GMAW, даже если энергия вибрации намного ниже, чем энергия дуги. Наблюдение за микроструктурой и элементный анализ проводятся для сварных швов, выполненных без вибрации и с тремя видами режимов вибрации, а именно синусоидальным, случайным и ударным. Специфическая синусоидальная вибрация демонстрирует вибрацию днища. Остальные виды вибрации при тех же условиях сварки демонстрировали неизменное пальцеобразное проникновение. Атомы Si в качестве трассера распределяются равномерно в синусоидальном режиме. Однако атомы Si сегрегируют в нижней части пальцеобразного металла шва при хаотических и ударных колебаниях заготовки. Изменение формы сварочной ванны заметно на определенной частоте. Резонансное явление между формой потока капель и потоком расплавленного материала в сварочной ванне, вероятно, будет играть жизненно важную роль в изменении.

Ключевые слова:

сегрегация Si; форма проникновения; импульсная сварка; явление резонанса; тандемная газовая дуговая сварка; вибрация заготовки.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

( a ) Робот…

Рисунок 1

( a ) Роботизированный сварочный аппарат и ( b ) сварочный…

фигура 1

( a ) Роботизированный сварочный аппарат и ( b ) сварочная установка, используемая для вибрационной сварки.

Рисунок 2

( а , б )…

Рисунок 2

( a , b ) Вид сверху и ( c , d ) в разрезе…

фигура 2

( a , b ) Вид сверху и ( c , d ) изображения поперечного сечения, полученные с помощью оптической микроскопии (ОМ) образцов для тандемно-импульсной газовой дуговой сварки металлическим электродом (TP-GMAW) на расстоянии 1,2 м/ мин ( a , c ) с и ( b , d ) без синусоидальной вибрации (частота вибрации (F) = 250 Гц, пик виброускорения (G) = 1,2 м/с ² и время вибрации после окончания сварки (T) = 30 с).

Рисунок 3

Поперечные ( и ) ОМ…

Рисунок 3

Поперечный ( a ) изображение ОМ и ( b – d ) электрон…

Рисунок 3

Поперечное сечение ( a ) ОМ-изображение и ( b – d ) карты дифракции обратного рассеяния электронов с обратной полюсной фигурой (EBSD-IPF) для образцов TP-GMAW при скорости 1,2 м/мин с синусоидальной вибрацией (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с).

Рисунок 4

Сканирующий электронный микроскоп поперечного сечения (СЭМ)…

Рисунок 4

Изображения поперечного сечения образцов TP-GMAW, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) при скорости 1,2 м/мин (…

Рисунок 4

Изображения сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) поперечного сечения образцов TP-GMAW при скорости 1,2 м/мин ( a – c ) с и ( f – j ) без синусоидальной вибрации (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с).

Рисунок 5

Поперечные ( а , б…

Рисунок 5

Поперечные сечения ( a , b ) изображения ОМ и ( c , d…

Рисунок 5

Поперечное сечение ( a , b ) изображения OM и ( c , d ) гистограммы толщины определенного металла сварного шва (WM) и зоны термического влияния (HAZ) для образцов TP-GMAW при 1,2 м/мин ( a , c ) с и ( b , d ) без синусоидальной вибрации (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с ).

Рисунок 6

Поперечный ( a , c…

Рисунок 6

Поперечные сечения ( a , c ) изображения ОМ и ( b , d…

Рисунок 6

Поперечное сечение ( a , c ) изображения OM и ( b , d ) карты твердости для образцов TP-GMAW при скорости 1,2 м/мин ( a , b ) с и ( c , d ) без синусоидальной вибрации (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с).

Рисунок 7

Поперечный ( a , c…

Рисунок 7

Поперечные сечения ( a , c ) изображения OM и ( б , д…

Рисунок 7

Поперечное сечение ( a , c ) изображения OM и ( b , d ) карты электронного зондового микроанализатора (EPMA)-Si для образцов TP-GMAW при 1,2 м/мин ( a 2, 2, b ) с и ( c , d ) без синусоидальной вибрации (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с).

Рисунок 8

Гистограммы WM и…

Рисунок 8

Гистограммы толщины площади поперечного сечения WM и HAZ для образцов TP-GMAW при…

Рисунок 8

Гистограммы толщины площади поперечного сечения WM и HAZ для образцов TP-GMAW при определенных значениях S, F, G и T, например, ( e ) для образца при 1,2 м/мм (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с).

Рисунок 9

Карты EPMA-Si для образцов TP-GMAW…

Рисунок 9

Карты EPMA-Si для образцов TP-GMAW при определенных S, F, G и T, например,…

Рисунок 9

Карты EPMA-Si для образцов TP-GMAW при определенных значениях S, F, G и T, например, ( e ) для образца при 1,2 м/мм (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с) и для сравнения ( d ) образец без вибрации.

Рисунок 10

OM изображения поперечного сечения для TP-GMAW…

Рисунок 10

OM-изображения поперечного сечения образцов TP-GMAW при скорости 1,2 м/мин с трехрежимными режимами вибрации…

Рисунок 10

OM-изображения поперечного сечения образцов TP-GMAW при скорости 1,2 м/мин с трехрежимными режимами вибрации, включая ( a ) синусоидальную, ( b ) случайную и ( c ) ударные моды (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с) вместе с ( d ) без вибрации для сравнения.

Рисунок 11

Поперечный ( a , c…

Рисунок 11

Поперечные сечения ( a , c , e , g ) ОМ изображения и…

Рисунок 11

Поперечные сечения ( a , c , e , g ) изображения ОМ и ( b , d , f , h ) карты твердости для образцов TP-GMAW при 1,2 м/мин с трехмодовыми колебаниями, включая ( a , b ) синусоидальную, ( c , d ) случайную и ( e ) , f ) ударные режимы (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с) и ( г , ч ) без вибрации, для сравнения.

Рисунок 12

Карты EPMA-Si для образцов TP-GMAW…

Рисунок 12

Карты EPMA-Si для образцов TP-GMAW при скорости 1,2 м/мин с синусоидой ( a ),…

Рисунок 12

Карты EPMA-Si для образцов TP-GMAW при 1,2 м/мин с ( a ) синусоидальной, ( b ) случайной, ( c ) ударной вибрацией (F = 250 Гц, G = 1,2 м/с ² и T = 30 с) и ( d ) без вибрации.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

.

Похожие статьи

• Физические характеристики связанной плазмы и ее влияние на формирование сварного шва при гибридной лазерно-двухдуговой сварке.

  Гу С, Лю Ю, Ли В, Хань Ю, Чжэн К.
  Гу Х и др.
  Материалы (Базель). 2019 14 декабря; 12 (24): 4207. дои: 10.3390/ma12244207.
  Материалы (Базель). 2019.

  PMID: 31847362
  Бесплатная статья ЧВК.

• Характеристика проникновения GMAW (дуговая сварка металлическим газом) с использованием ультразвука.

  Чжан Л., Окудан Г., Басантес-Дефаз А.Д., Гнейтинг Р.М., Субраманиам С., Озевин Д., Индакочеа Э.
  Чжан Л. и др.
  Материалы (Базель). 2020 17 мая; 13 (10): 2307. дои: 10.3390/ma13102307.
  Материалы (Базель). 2020.

  PMID: 32429523
  Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние наклона сварочной горелки на сварной шов во время импульсного процесса GMAW.

  Яо П., Тан Х., Чжоу К., Линь Х., Сюй З., Ду Х.
  Яо П. и др.
  Материалы (Базель). 2020 10 июня; 13 (11): 2652. дои: 10.3390/ma13112652.
  Материалы (Базель). 2020.

  PMID: 32532093
  Бесплатная статья ЧВК.

• Имитационное исследование формирования сварного шва при гибридной сварке медного сплава лазером с полным проплавлением + MIG.

  Ан Ф, Гонг Ц, Сюй Г, Чжан Т, Ху Ц, Чжу Дж.
  Ан Ф и др.
  Материалы (Базель). 2020 24 ноября; 13 (23): 5307. дои: 10.3390/ma13235307.
  Материалы (Базель). 2020.

  PMID: 33255195
  Бесплатная статья ЧВК.

• Применение дуговой сварки металлическим электродом с холодной проволокой для сварки в узкий зазор (Ngw) высокопрочной низколегированной стали.

  Рибейру Р.А., Ассунсан PDC, Дос Сантос EBF, Филью ААС, Брага Э.М., Герлих А.П.
  Рибейро Р.А. и соавт.
  Материалы (Базель). 201922 января; 12(3):335. дои: 10.3390/ma12030335.
  Материалы (Базель). 2019.

  PMID: 30678159
  Бесплатная статья ЧВК.

Посмотреть все похожие статьи

использованная литература

1. 1. Хосе М.Дж., Кумар С.С., Шарма А. Вибрационные сварочные процессы и их влияние на качество сварных швов. науч. Технол. Сварка. Присоединиться. 2016;21:243–258. doi: 10.1179/1362171815Y.0000000088.

      —

      DOI

2. 1. Сюй М.Г., Чжан Дж.Х., Ли Ю., Чжан К.Х. , Рен С.Ф. Механизмы удаления материала из твердых сплавов, обработанных ультразвуковой вибрационной электроэрозионной обработкой в ​​газовой среде. Дж. Матер. Процесс. Технол. 2009; 209:1742–1746. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.04.031.

      —

      DOI

3. 1. Прихандана Г.С., Махардика М., Хамди М., Вонг Ю.С., Мицуи К. Влияние суспензии микропорошка и ультразвуковой вибрации диэлектрической жидкости в процессах микроЭЭО – подход Тагучи. Междунар. Дж. Мах. Производство инструментов. 2009;49:1035–1041. doi: 10.1016/j.ijmachtools.2009.06.014.

      —

      DOI

4. 1. Ши Л. , Ву К.С., Сунь З. Интегрированная модель для анализа влияния ультразвуковой вибрации на крутящий момент инструмента и тепловые процессы при сварке трением с перемешиванием. науч. Технол. Сварка. Присоединиться. 2018;23:65–379. дои: 10.1080/13621718.2017.1399545.

      —

      DOI

5. 1. Чжан С., Ву К.С., Тянь С. Влияние ультразвуковой вибрации на плотность тока и способность плазменной дуги проникать внутрь. науч. Технол. Сварка. Присоединиться. 2020; 25: 422–430. дои: 10.1080/13621718.2020.1735062.

      —

      DOI

Грантовая поддержка

• -/Совместное использование/Исследовательский центр по соединению и сварке, Осакский университет
• -/Проект по созданию исследовательских и образовательных центров для инновационного производства в Азии, Осакский университет
• -/Специальный бюджетный проект Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий

1910.

254 — Дуговая сварка и резка.

1. По стандартному номеру
2. 1910.254 — Дуговая сварка и резка.

1910.254 (а)

Общий —

1910.254(а)(1)

Выбор оборудования. Сварочное оборудование должно быть выбрано для безопасного применения при выполнении работ, как указано в пункте (b) настоящего раздела.

1910.254(а)(2)

Установка. Сварочное оборудование должно быть установлено безопасно, как указано в пункте (с) настоящего раздела.

1910. 254(а)(3)

Инструкция. Рабочие, назначенные для работы с оборудованием для дуговой сварки, должны быть должным образом проинструктированы и иметь квалификацию для работы с таким оборудованием, как указано в пункте (d) настоящего раздела.

1910.254(б)

Применение оборудования для дуговой сварки —

1910.254(б)(1)

Общие. Обеспечение безопасности при проектировании достигается путем выбора оборудования, соответствующего Требованиям к аппарату для дуговой сварки, NEMA EW-1-1962, Национальной ассоциации производителей электрооборудования или Стандарту безопасности для машин для дуговой сварки трансформаторного типа, ANSI C33. 2-1956, Underwriters’ Laboratories, обе из которых включены посредством ссылки, как указано в гл. 1910.6.

1910. 254(б)(2)

Условия окружающей среды.

1910.254(б)(2)(и)

Стандартные машины для дуговой сварки должны быть спроектированы и изготовлены так, чтобы выдерживать их номинальную нагрузку с номинальным повышением температуры, когда температура охлаждающего воздуха не превышает 40 град. C. (104°F) и где высота над уровнем моря не превышает 3300 футов (1005,8 м), и должен быть пригоден для работы в атмосфере, содержащей газы, пыль и световые лучи, создаваемые сварочной дугой.

1910.254(б)(2)(ii)

Могут существовать необычные условия эксплуатации, и в таких обстоятельствах машины должны быть специально разработаны для безопасного выполнения требований эксплуатации. Главными среди этих условий являются:

1910. 254(б)(2)(ii)(А)

Воздействие необычайно агрессивных паров.

1910.254(б)(2)(ii)(Б)

Воздействие пара или чрезмерной влажности.

1910.254(б)(2)(ii)(С)

Воздействие чрезмерного количества паров масла.

1910.254(б)(2)(ii)(D)

Воздействие горючих газов.

1910.254(б)(2)(ii)(Е)

Воздействие ненормальной вибрации или ударов.

1910.254(б)(2)(ii)(F)

Воздействие чрезмерного количества пыли.

1910. 254(б)(2)(ii)(Г)

Воздействие погодных условий.

1910.254(б)(2)(ii)(Н)

Воздействие необычных условий на берегу моря или на борту корабля.

1910.254(б)(3)

Напряжение. Не допускается превышение следующих пределов:

1910.254(б)(3)(и)

Машины переменного тока

1910.254(б)(3)(и)(А)

Ручная дуговая сварка и резка — 80 вольт.

1910.254(б)(3)(и)(Б)

Автоматическая (машинная или механизированная) дуговая сварка и резка — 100 вольт.

1910. 254(б)(3)(ii)

Машины постоянного тока

1910.254(б)(3)(ii)(А)

Ручная дуговая сварка и резка — 100 вольт.

1910.254(б)(3)(ii)(Б)

Автоматическая (машинная или механизированная) дуговая сварка и резка — 100 вольт.

1910.254(б)(3)(iii)

Когда для специальных процессов сварки и резки требуются значения напряжения холостого хода выше, чем указанные выше, должны быть предусмотрены средства для предотвращения случайного контакта оператора с высоким напряжением посредством соответствующей изоляции или других средств.

1910.254(б)(3)(iv)

Для переменного тока при сварке во влажных условиях или в теплой среде, где фактором является потоотделение, рекомендуется использовать надежные автоматические средства управления для снижения напряжения без нагрузки, чтобы уменьшить опасность поражения электрическим током.

1910.254(б)(4)

Дизайн.

1910.254(б)(4)(и)

Контроллер, встроенный в сварочный аппарат с приводом от электродвигателя, должен выдерживать номинальный ток двигателя, должен быть способен включать и отключать ток ротора двигателя при остановке и может служить в качестве устройства защиты от перегрузки по току, если он снабжен числом перегрузок по току. единиц, как указано в подразделе S этой части.

1910.254(б)(4)(ii)

На всех типах аппаратов для дуговой сварки аппаратура управления должна быть закрыта, за исключением рабочих колес, рычагов или рукояток.

1910.254(б)(4)(iii)

Клеммы ввода питания, устройства переключения ответвлений и металлические части под напряжением, подключенные к входным цепям, должны быть полностью закрыты и доступны только с помощью инструментов.

1910.254(б)(4)(iv)

Клеммы для сварочных проводов должны быть защищены от случайного электрического контакта с персоналом или металлическими предметами, т. е. транспортными средствами, крюками кранов и т. д. Защита может быть обеспечена использованием: розеток с глухой передней частью для штекерных соединений; углубленные отверстия с несъемными откидными крышками; толстая изолирующая трубка или лента или другая эквивалентная электрическая и механическая защита. Если клемма сварочного кабеля, предназначенная исключительно для подключения к объекту, подсоединяется к заземленному корпусу, это должно быть выполнено с помощью проводника, по крайней мере, на два размера AWG меньше, чем заземляющая жила, а клемма должна иметь маркировку, указывающую, что он заземлен.

1910.254(б)(4)(в)

Никакие соединения для переносных устройств управления, таких как кнопки, которые оператор должен иметь при себе, не должны быть подключены к сети переменного тока. цепи выше 120 вольт. Открытые металлические части переносных устройств управления, работающих в цепях с напряжением выше 50 вольт, должны быть заземлены с помощью заземляющего проводника в кабеле управления.

1910.254(б)(4)(vi)

Автотрансформаторы или трансформаторы переменного тока реакторы не должны использоваться для подачи сварочного тока непосредственно от любых источников переменного тока. источник питания с напряжением более 80 вольт.

1910.254 (с)

Монтаж оборудования для дуговой сварки —

1910.254(с)(1)

Общие. Установка, включая источник питания, должна соответствовать требованиям подраздела S этой части.

1910. 254 (с) (2)

Заземление.

1910.254(с)(2)(и)

Корпус или корпус сварочного аппарата (кроме машин с механическим приводом) должен быть заземлен в соответствии с условиями и методами, указанными в подразделе S настоящей части.

1910.254(с)(2)(ii)

Кабелепроводы, содержащие электрические проводники, не должны использоваться для замыкания рабочей цепи. Трубопроводы не должны использоваться в качестве постоянной части рабочей цепи, но могут использоваться во время строительства, расширения или ремонта при условии, что ток не проходит через резьбовые соединения, фланцевые болтовые соединения или соединения с чеканкой и что используются специальные меры предосторожности во избежание искрение при подключении рабочего кабеля.

1910. 254(с)(2)(iii)

Цепи, тросы, краны, подъемники и подъемники не должны использоваться для передачи сварочного тока.

1910.254(с)(2)(iv)

Если конструкция, конвейер или приспособление регулярно используются в качестве цепи возврата сварочного тока, стыки должны быть проклеены или снабжены соответствующими токосъемными устройствами.

1910.254(с)(2)(в)

Все соединения заземления должны быть проверены, чтобы определить, что они механически прочны и электрически соответствуют требуемому току.

1910.254(с)(3)

Соединения и провода питания.

1910.254(с)(3)(я)

На каждом сварочном аппарате или рядом с ним должен быть предусмотрен разъединитель или контроллер, который не оборудован таким выключателем или контроллером, установленным как неотъемлемая часть аппарата. Переключатель должен соответствовать подразделу S этой части. Должна быть обеспечена защита от перегрузки по току, как указано в подразделе S этой части. Разъединитель с защитой от перегрузки или эквивалентные средства отключения и защиты, разрешенные Подчастью S этой части, должны быть предусмотрены для каждой розетки, предназначенной для подключения к переносному сварочному аппарату.

1910.254(с)(3)(ii)

Для отдельных сварочных аппаратов номинальная допустимая нагрузка по току питающих проводов должна быть не менее номинального первичного тока сварочных аппаратов.

1910.254(с)(3)(iii)

Для групп сварочных аппаратов номинальная допустимая нагрузка по току проводов может быть меньше суммы номинальных первичных токов поставляемых сварочных аппаратов. Номинальные характеристики проводника должны определяться в каждом случае в соответствии с нагрузкой на машину, исходя из использования каждого сварочного аппарата и допуска, допустимого в случае, если все сварочные аппараты, поставляемые проводниками, не будут использоваться одновременно. .

1910.254(с)(3)(iv)

При работах с участием нескольких сварщиков на одной конструкции, постоянный ток требования процесса сварки могут потребовать использования обеих полярностей; или ограничения цепи питания для переменного тока сварка может потребовать распределения машин по фазам питающей цепи. В таких случаях никакие напряжения нагрузки между электрододержателями не будут в 2 раза больше нормального при постоянном токе. или 1, 1,41, 1,73 или 2 раза от нормы на переменном токе. машины. Аналогичные различия в напряжении будут существовать, если оба источника переменного тока и постоянный ток сварка производится на той же конструкции.

1910.254(с)(3)(iv)(А)

Все постоянного тока машины должны быть подключены с одинаковой полярностью.

1910. 254(с)(3)(iv)(В)

Все переменного тока машины должны быть подключены к одной и той же фазе цепи питания и с одинаковой мгновенной полярностью.

1910.254 (д)

Эксплуатация и техническое обслуживание —

1910.254(д)(1)

Общий . Рабочие, которым поручено эксплуатировать или обслуживать оборудование для дуговой сварки, должны быть ознакомлены с требованиями этого раздела и с 1910.252 (a), (b) и (c) этой части.

1910.254(д)(2)

Крепление к машине. Перед началом работы необходимо проверить все подключения к машине, чтобы убедиться, что они выполнены правильно. Рабочий шнур должен быть прочно прикреплен к работе; магнитные рабочие зажимы должны быть освобождены от налипших металлических частиц или брызг на контактных поверхностях. Спиральный сварочный кабель должен быть расправлен перед использованием во избежание серьезного перегрева и повреждения изоляции.

1910.254 (д) (3)

Заземление. Необходимо проверить заземление корпуса сварочного аппарата. Особое внимание следует уделить безопасному заземлению переносных машин.

1910.254(д)(4)

Утечки. Не должно быть утечек охлаждающей воды, защитного газа или моторного топлива.

1910.254(д)(5)

Переключатели. Должно быть определено наличие надлежащего коммутационного оборудования для отключения машины.

1910.254(д)(6)

Инструкции производителя. Печатные правила и инструкции по эксплуатации оборудования, поставляемого производителями, должны строго соблюдаться.

1910.254(д)(7)

Держатели электродов. Держатели электродов, когда они не используются, должны быть расположены так, чтобы они не могли вступать в электрический контакт с людьми, токопроводящими предметами, топливными баками или баллонами со сжатым газом.

1910.254(д)(8)

Поражение электрическим током. Кабели со сращиваниями в пределах 10 футов (3 м) от держателя не должны использоваться. Сварщик не должен наматывать или обматывать кабель сварочного электрода вокруг частей своего тела.

1910.254(д)(9)

Техническое обслуживание.

1910.254(д)(9)(я)

Оператор должен сообщать о любом дефекте оборудования или угрозе безопасности своему руководителю, и использование оборудования должно быть прекращено до тех пор, пока не будет обеспечена его безопасность. Ремонт должен производиться только квалифицированным персоналом.

1910.254(г)(9)(ii)

Намокшие машины должны быть тщательно высушены и испытаны перед использованием.

1910.254(г)(9)(iii)

Кабели с поврежденной изоляцией или оголенными жилами подлежат замене. Соединение отрезков рабочего и электродного кабелей должно производиться с использованием средств соединения, специально предназначенных для этой цели. Соединительные средства должны иметь изоляцию, соответствующую условиям эксплуатации.

[55 FR 13709, 11 апреля 1990 г.; 61 ФР 9227, 7 марта 1996 г.; 70 ФР 53929, 13 сентября 2005 г.]

29 CFR § 1910.254 — Дуговая сварка и резка. | CFR | Закон США

§ 1910.254 Дуговая сварка и резка.

(a) Общие —

(1) Выбор оборудования. Сварочное оборудование должно быть выбрано для безопасного применения при выполнении работ, как указано в пункте (b) настоящего раздела.

(2) Установка. Сварочное оборудование должно быть установлено безопасно, как указано в пункте (с) настоящего раздела.

(3) Инструкция. Рабочие, назначенные для работы с оборудованием для дуговой сварки, должны быть должным образом проинструктированы и иметь квалификацию для работы с таким оборудованием, как указано в пункте (d) настоящего раздела.

(b) Применение оборудования для дуговой сварки —

(1) Общие. Гарантия безопасности при проектировании достигается выбором оборудования, соответствующего требованиям к аппарату для электродуговой сварки, NEMA EW-1-1962, Национальной ассоциации производителей электрооборудования или стандарту безопасности для машин для дуговой сварки трансформаторного типа, ANSI C33. 2 — 1956, Underwriters’ Laboratories, обе из которых включены посредством ссылки, как указано в § 1910.6.

(2) Условия окружающей среды.

(i) Стандартные машины для дуговой сварки должны быть спроектированы и сконструированы так, чтобы выдерживать их номинальную нагрузку с номинальным повышением температуры, когда температура охлаждающего воздуха не превышает 40 °C (104 °F) и где высота над уровнем моря не превышает 3300 футов (1005,8 м) и должен быть пригоден для работы в атмосфере, содержащей газы, пыль и световые лучи, создаваемые сварочной дугой.

(ii) Могут существовать необычные условия эксплуатации, и в таких обстоятельствах машины должны быть специально спроектированы для безопасного выполнения требований эксплуатации. Главными из этих условий являются:

(A) Воздействие необычайно агрессивных паров.

(B) Воздействие пара или чрезмерной влажности.

(C) Воздействие чрезмерного количества паров масла.

(D) Воздействие горючих газов.

(E) Воздействие ненормальной вибрации или ударов.

(F) Воздействие чрезмерного количества пыли.

(G) Воздействие погодных условий.

(H) Воздействие необычных условий на берегу моря или на борту судна.

(3) Напряжение. Нельзя превышать следующие пределы:

(i) Машины переменного тока

(A) Ручная дуговая сварка и резка — 80 вольт.

(Б) Автоматическая (машинная или механизированная) дуговая сварка и резка — 100 вольт.

(ii) Машины постоянного тока

(A) Ручная дуговая сварка и резка — 100 вольт.

(Б) Автоматическая (машинная или механизированная) дуговая сварка и резка — 100 вольт.

(iii) Если для специальных процессов сварки и резки требуются более высокие значения напряжения холостого хода, чем указанные выше, должны быть предусмотрены средства для предотвращения случайного контакта оператора с высоким напряжением посредством соответствующей изоляции или других средств.

(iv) Для переменного тока при сварке во влажных условиях или в теплой среде, где фактором является потоотделение, рекомендуется использовать надежные автоматические средства управления для снижения напряжения без нагрузки, чтобы уменьшить опасность поражения электрическим током.

(4) Дизайн.

(i) Контроллер, встроенный в сварочный аппарат с приводом от электродвигателя, должен выдерживать номинальный ток двигателя, должен быть способен включать и отключать ток заглохшего ротора двигателя и может служить в качестве устройства защиты от перегрузок по току, если он снабжен количество блоков перегрузки по току, как указано в подразделе S этой части.

(ii) На всех типах аппаратов для дуговой сварки органы управления должны быть закрыты, за исключением рабочих колес, рычагов или рукояток.

(iii) Клеммы входного питания, устройства переключения ответвлений и металлические детали под напряжением, подключенные к входным цепям, должны быть полностью закрыты и доступны только с помощью инструментов.

(iv) Клеммы для сварочных проводов должны быть защищены от случайного электрического контакта с персоналом или металлическими предметами, т. е. транспортными средствами, крюками кранов и т. д. Защита может быть обеспечена за счет использования: розеток с глухой передней частью для штекерных соединений; углубленные отверстия с несъемными откидными крышками; толстая изолирующая трубка или лента или другая эквивалентная электрическая и механическая защита. Если клемма сварочного кабеля, предназначенная исключительно для подключения к объекту, подсоединяется к заземленному корпусу, это должно быть выполнено с помощью проводника, по крайней мере, на два размера AWG меньше, чем заземляющая жила, а клемма должна иметь маркировку, указывающую, что он заземлен.

(v) Никакие соединения для переносных устройств управления, таких как нажимные кнопки, которые оператор должен иметь при себе, не должны быть подключены к сети переменного тока. цепи выше 120 вольт. Открытые металлические части переносных устройств управления, работающих в цепях с напряжением выше 50 вольт, должны быть заземлены с помощью заземляющего проводника в кабеле управления.

(vi) Автотрансформаторы или трансформаторы переменного тока реакторы не должны использоваться для подачи сварочного тока непосредственно от любых источников переменного тока. источник питания с напряжением более 80 вольт.

(c) Установка оборудования для дуговой сварки —

(1) Общие. Установка, включая источник питания, должна соответствовать требованиям подраздела S настоящей части.

(2) Заземление.

(i) Рама или корпус сварочного аппарата (кроме машин с механическим приводом) должны быть заземлены в соответствии с условиями и методами, указанными в подразделе S настоящей части.

(ii) Кабелепроводы, содержащие электрические проводники, не должны использоваться для замыкания цепи рабочих проводов. Трубопроводы не должны использоваться в качестве постоянной части рабочей цепи, но могут использоваться во время строительства, расширения или ремонта при условии, что ток не проходит через резьбовые соединения, фланцевые болтовые соединения или соединения с чеканкой и что используются специальные меры предосторожности во избежание искрение при подключении рабочего кабеля.

(iii) Цепи, тросы, краны, подъемники и подъемники не должны использоваться для передачи сварочного тока.

(iv) Если конструкция, конвейер или приспособление регулярно используются в качестве контура возврата сварочного тока, соединения должны быть заклеены или снабжены соответствующими токосъемными устройствами.

(v) Все заземляющие соединения должны быть проверены, чтобы определить, что они механически прочны и электрически соответствуют требуемому току.

(3) Соединения и провода питания.

(i) Разъединитель или контроллер должен быть установлен на каждом сварочном аппарате или рядом с ним, который не оборудован таким выключателем или контроллером, установленным как неотъемлемая часть аппарата. Переключатель должен соответствовать подразделу S настоящей части. Должна быть обеспечена защита от перегрузки по току, как указано в подразделе S настоящей части. Разъединитель с защитой от перегрузки или эквивалентные средства отключения и защиты, разрешенные подразделом S настоящей части, должны быть предусмотрены для каждой розетки, предназначенной для подключения к переносному сварочному аппарату.

(ii) Для отдельных сварочных аппаратов номинальная допустимая нагрузка по току питающих проводов должна быть не менее номинального первичного тока сварочных аппаратов.

(iii) Для групп сварочных аппаратов номинальная допустимая нагрузка по току проводников может быть меньше суммы номинальных первичных токов поставляемых сварочных аппаратов. Номинальные характеристики проводника должны определяться в каждом случае в соответствии с нагрузкой на машину, исходя из использования каждого сварочного аппарата и допуска, допустимого в случае, если все сварочные аппараты, поставляемые проводниками, не будут использоваться одновременно. .

(iv) При работах с участием нескольких сварщиков на одной конструкции, постоянный ток. требования процесса сварки могут потребовать использования обеих полярностей; или ограничения цепи питания для переменного тока сварка может потребовать распределения машин по фазам питающей цепи. В таких случаях никакие напряжения нагрузки между электрододержателями не будут в 2 раза больше нормального при постоянном токе. или 1, 1,41, 1,73 или 2 раза от нормы на переменном токе. машины. Аналогичные различия в напряжении будут существовать, если оба источника переменного тока и постоянный ток сварка производится на той же конструкции.

(A) Все постоянного тока машины должны быть подключены с одинаковой полярностью.

(B) Все переменный ток машины должны быть подключены к одной и той же фазе цепи питания и с одинаковой мгновенной полярностью.

(d) Эксплуатация и техническое обслуживание —

(1) Общие. Рабочие, которым поручено эксплуатировать или обслуживать оборудование для дуговой сварки, должны быть ознакомлены с требованиями этого раздела и с 1910. 252 (a), (b) и (c) этой части.

(2) Крепление к машине. Перед началом работы необходимо проверить все подключения к машине, чтобы убедиться, что они выполнены правильно. Рабочий шнур должен быть прочно прикреплен к работе; магнитные рабочие зажимы должны быть освобождены от налипших металлических частиц или брызг на контактных поверхностях. Спиральный сварочный кабель должен быть расправлен перед использованием во избежание серьезного перегрева и повреждения изоляции.

(3) Заземление. Необходимо проверить заземление корпуса сварочного аппарата. Особое внимание следует уделить безопасному заземлению переносных машин.

(4) Утечки. Не должно быть утечек охлаждающей воды, защитного газа или моторного топлива.

(5) Переключатели. Должно быть определено наличие надлежащего коммутационного оборудования для отключения машины.

(6) Инструкции производителя. Печатные правила и инструкции по эксплуатации оборудования, поставляемого производителями, должны строго соблюдаться.

(7) Держатели электродов. Держатели электродов, когда они не используются, должны быть расположены так, чтобы они не могли вступать в электрический контакт с людьми, токопроводящими предметами, топливными баками или баллонами со сжатым газом.

(8) Поражение электрическим током. Кабели со сращиваниями в пределах 10 футов (3 м) от держателя не должны использоваться. Сварщик не должен наматывать или обматывать кабель сварочного электрода вокруг частей своего тела.

(9) Техническое обслуживание.

(i) Оператор должен сообщать о любом дефекте оборудования или угрозе безопасности своему руководителю, и использование оборудования должно быть прекращено до тех пор, пока не будет обеспечена его безопасность. Ремонт должен производиться только квалифицированным персоналом.

(ii) Намокшие машины должны быть тщательно высушены и испытаны перед использованием.

(iii) Кабели с поврежденной изоляцией или оголенными проводниками должны быть заменены. Соединение отрезков рабочего и электродного кабелей должно производиться с использованием средств соединения, специально предназначенных для этой цели. Соединительные средства должны иметь изоляцию, соответствующую условиям эксплуатации.

[55 FR 13696, 11 апреля 1990 г., в редакции 61 FR 9241, 7 марта 1996 г.; 70 ФР 53929, 13 сентября 2005 г.]

Сварка: риски для здоровья при сварке

Со сварочным дымом связаны как острые, так и хронические риски для здоровья. Профессиональные заболевания легких, в том числе рак легких, являются наиболее распространенным риском для здоровья, но сварка также может поражать глаза и кожу. Также существует значительный риск удушья при сварке в замкнутом пространстве.

Острые респираторные заболевания

Острые эффекты проявляются в виде болезни вскоре после воздействия сварочного дыма. По оценкам HSE, вдыхание паров металла на рабочем месте приводит к госпитализации 40-50 сварщиков в год.

Раздражение горла и крупных дыхательных путей в легких

Газы и мелкие частицы сварочного дыма могут вызывать сухость в горле, кашель или стеснение в груди. Эффекты, как правило, недолговечны. Озон, в частности, может вызвать это при сварке вольфрамовым инертным газом (TIG) нержавеющих сталей и алюминия. Высокое воздействие оксидов азота (образующихся в большинстве случаев при дуговой сварке) также может вызывать раздражение. Экстремальное воздействие озона может вызвать образование жидкости в легких.

Острая астма, вызванная раздражителем

Очень высокие уровни воздействия вдыхаемых раздражителей могут вызвать развитие астмы, но это не является распространенным явлением. Это состояние раньше было известно как синдром реактивной дисфункции дыхательных путей.

Лихорадка металлического дыма

Многие сварщики после сварки испытывают гриппоподобные симптомы. Эффекты часто хуже в начале рабочей недели. Лихорадка металлического дыма обычно связана со сваркой или горячими работами на оцинкованных металлах. Высокое воздействие дыма от сварки мягкой стали также может вызвать это заболевание.

Лихорадка металлического дыма обычно не вызывает длительных побочных эффектов. Он часто начинается через несколько часов после начала воздействия и продолжается некоторое время после окончания воздействия.

Острая пневмония

Сварщики подвергаются повышенному риску развития пневмококковой пневмонии из-за вдыхания сварочного дыма. Сварщики особенно подвержены инфекции легких, которая может привести к тяжелой, а иногда и смертельной пневмонии.

Пневмония убивает около 2 сварщиков в год. Это может повлиять как на молодых сварщиков, так и на пожилых людей. Воздействие сварочного дыма в прошлом не увеличивает шансы заболеть пневмонией сейчас. Доступна вакцинация для снижения риска пневмонии, если вы сварщик. Тем не менее, вакцинация не является заменой хорошего контроля воздействия. Дополнительные рекомендации доступны в вакцинации против пневмонии для сотрудников, подвергшихся воздействию сварочного дыма и металлического дыма.

Хронические последствия для здоровья органов дыхания

После воздействия сварочного дыма хронические эффекты развиваются более постепенно и приводят к более серьезным заболеваниям.

Рак легких

Во многих исследованиях сообщается о повышенном риске рака легких у сварщиков и других рабочих, подвергающихся воздействию сварочного дыма. Международная ассоциация по изучению рака (IARC) пришла к выводу, что все сварочные дымы могут вызывать рак легких и рак почек, классифицируя все сварочные дымы как канцерогенные вещества группы 1.

HSE заказала независимую экспертную оценку отчета IARC Экспертному комитету по охране здоровья на рабочем месте, который согласился с выводами отчета. В результате в феврале 2019 года HSE выпустила предупреждение по безопасности о связи между дымом при сварке низкоуглеродистой стали и раком.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)

Текущие данные свидетельствуют о том, что воздействие сварочного дыма может вызвать ХОБЛ, но нет достаточных доказательств, чтобы доказать окончательную связь. Обычно наблюдаемая у курильщиков, функция легких может снижаться быстрее, чем ожидалось, и дым может способствовать этому снижению. Установленная ХОБЛ вызывает прогрессирующую одышку, стеснение в груди и свистящее дыхание. Это также может вызвать усталость. Если болезнь действительно прогрессирует, рабочие могут стать очень серьезно нетрудоспособными.

Легкое сварщика

Легкое сварщика обычно описывает осаждение металла в легких под воздействием сварочного дыма. Считается, что это доброкачественный тип пневмокониоза. Самостоятельно сварщик может не жаловаться на проблемы со здоровьем. Однако, если ХОБЛ также существует, легкое сварщика может усугубить симптомы ХОБЛ.

Профессиональная астма

Профессиональная астма может быть вызвана металлами в сварочном дыму, например, шестивалентным хромом, никелем и кобальтом. Сварочный дым из нержавеющей стали будет содержать эти металлы, и некоторые виды сварки, например MMA, приводят к их большему количеству в дыме.

Симптомы профессиональной астмы включают эпизоды сильной одышки, хрипов, кашля и стеснения в груди. Обычно это включает латентный период от нескольких месяцев до нескольких лет между первым воздействием респираторного сенсибилизатора на рабочем месте и появлением симптомов.

У сварщиков с профессиональной астмой также может развиться кратковременное временное снижение функции легких. Это иногда также наблюдается у сварщиков без астмы.

Удушье при сварке в замкнутом пространстве

Удушье при сварке в замкнутом пространстве

Сварка в замкнутом пространстве может привести к смерти от асфиксии (удушья от недостатка кислорода). Это может быть вызвано воздействием:

• угарного газа, который может образовывать карбоксигемоглобин. Это может ухудшить способность крови переносить кислород. Симптомы передозировки включают головную боль, головокружение и тошноту

.

• защитные газы (такие как аргон, гелий и азот или смеси на основе аргона, содержащие двуокись углерода, кислород или и то, и другое) из-за скопления газов и вытеснения кислорода в замкнутых и замкнутых пространствах

Сварку в ограниченном пространстве следует проводить только в случае крайней необходимости, так как это операция с высоким риском.

Дополнительную информацию об этом можно найти в разделе «Угроза безопасности и сварка».

Другие последствия сварки для здоровья

Воздействие на кожу

Никель и хром, выделяющиеся при сварке, могут вызывать аллергический контактный дерматит. Кожа сварщиков также может подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения. Покраснение или эритема кожи, как пятна солнечного ожога, является самой распространенной кожной проблемой.

Неврологические эффекты

Исследования показывают, что воздействие марганца, присутствующего в дыме при сварке низкоуглеродистой стали, может вызывать неврологические симптомы, сходные с болезнью Паркинсона. Эти симптомы включают нарушения речи и равновесия. В настоящее время проводятся новые исследования в этой области, которые помогут HSE решить, нужны ли дальнейшие действия.

ПДК вдыхаемого марганца, равное 0,05 мг/м3 (8-часовой TWA), является подходящим, поскольку большая часть марганца в дыме будет состоять из мелких частиц, достигающих глубоких отделов легких (известных как вдыхаемые частицы).

При регулярном вдыхании паров марганца в течение определенного периода времени они вызывают системный эффект. Это означает, что марганец может всасываться в организм многими путями и вызывать неврологические эффекты.

Весьма вероятно, что ПДК вдыхаемого марганца будет превышено во время многих сварочных работ, если не будут введены и должным образом использованы эффективные средства контроля. Вы можете провести мониторинг воздействия, чтобы убедиться, что вы соблюдаете WEL.

Меланома глаза

Этот редкий вид рака глаза может быть связан со сваркой, особенно с ультрафиолетовым излучением, образующимся при сварке. Это усиливает необходимость защиты глаз при сварке.

Дуговой глаз

Дуговой глаз — это острая травма передней части глаза (роговицы) после воздействия радиации, образующейся при сварке. Обычно через несколько часов после сварки глаз становится болезненным и красным. Другие части глаза также могут быть повреждены в результате воздействия излучения, возникающего при сварке. Это усиливает необходимость защиты глаз при сварке.

Шум и вибрация

Вибрация

Процессы сварки и горячей резки обычно не вызывают вредных уровней вибрации. Но может быть риск, связанный с некоторыми сопутствующими задачами, такими как шлифовка, удаление иглы и т. д. Для получения дополнительной информации и «калькулятора воздействия вибрации» HSE перейдите на страницы вибрации рук HSE.

Шум

За исключением сварки TIG, электродуговая сварка создает вредный уровень шума. Сам процесс производит шум, другие задачи, которые обычно выполняет сварщик, также связаны с шумом, а сварка обычно выполняется в шумной среде. Уровни шума во время дуговой сварки и резки зависят от процесса. В таблице приведены типичные уровни шума для различных типов сварочного процесса и связанных с ним задач.

Фактический уровень шума зависит от нескольких факторов. Например, шум, вероятно, возрастет с увеличением диаметра расходуемого материала и увеличением тока. Также влияет тип обрабатываемого металла. Нержавеющая сталь имеет тенденцию производить более высокий уровень шума, чем мягкая сталь.

При резке толщина разрезаемого материала влияет на производимый шум, так как более толстые материалы производят больше шума.

Для самых громких процессов (плазменная резка и строжка воздушной дугой) доминирующим источником шума является сжатый воздух под высоким давлением. Конструкция воздушного сопла может иметь большое влияние на уровень шума, и некоторые компании могут предлагать оборудование с пониженным уровнем шума.

Типичное шумовое воздействие

Ежедневное воздействие шума на человека зависит как от уровня шума (значение дБ(А)), так и от времени воздействия в течение рабочего дня. При оценке потенциального воздействия шума важно учитывать, как долго длятся сварочные работы. В процессах сварки и горячей резки шум возникает только при зажигании дуги или возгорании пламени. Время «дуги» производственного сварщика может составлять до 80% смены. Сварщик-изготовитель может провести большую часть дня, настраивая работу, прежде чем начать какую-либо сварку. Иногда настройка может быть довольно тихой, например, разметка. В других случаях это может быть довольно шумно, например, при обработке кромок ручным шлифованием.

Сварщики также часто работают в шумных условиях и выполняют другие шумные операции, такие как очистка иглы и шлифовка. Вполне вероятно, что на индивидуальное шумовое воздействие сварщика будет влиять не только его собственная работа, но и работа его коллег.

Эти факторы следует учитывать при оценке риска шума. Недооценка риска шума может привести к повреждению слуха. Но переоценка воздействия шума может привести к ненужным расходам или чрезмерной защите.

Меры контроля

Работодатели должны по возможности устранять шумный процесс, возможно, закупая материал, нарезанный по размеру поставщиком. Но сварка и горячая резка часто являются единственным практичным методом, поэтому основное внимание следует уделить:

• использованию практических методов для снижения уровня шума для данного процесса
• устранение остаточного риска с помощью берушей, наушников или других средств защиты органов слуха

Примером этого может быть переход от ручной плазменной резки к автоматизированной погружной плазменной резке. Это позволяет поддерживать уровень шума ниже 80 дБ(А). Доступны плазменные резаки с водяным кожухом, которые могут быть практичными для некоторых операций. Погружные или защищенные водой системы снижают выделение дыма, а также шум. При любых альтернативных способах работы сопоставьте практичность альтернативы и необходимых инвестиций с преимуществами (здоровье, безопасность, производительность и т. д.):

• Как правило, шум от дуговой сварки увеличивается с увеличением диаметра проволоки/прутка и рабочего тока. Использование проводов/стержней и силы тока, подходящих для работы и не слишком больших, должно помочь минимизировать уровень шума

.

• При плазменной/пламенной резке и дуговой строжке уровень шума обычно увеличивается с увеличением скорости газа. Обеспечение как можно более низкой скорости газа (например, снижение давления на выходе регулятора) обычно снижает уровень шума. Существует компромисс между производительностью и давлением газа. Но будет кроссовер, где повышенное давление газа существенно не увеличивает производительность
• Сварка в замкнутом пространстве или других местах, где звук может отражаться (например, в углу мастерской), может создавать более высокий уровень шума, чем если сварка выполняется на открытом пространстве. Если невозможно организовать работу таким образом, чтобы избежать таких ситуаций, добавление звукопоглощающих материалов к отражающим поверхностям может помочь уменьшить воздействие шума сварки на других людей, работающих поблизости

Средства защиты органов слуха

Выбор средств защиты органов слуха должен основываться на 4 критериях:

• его способность снижать воздействие шума
• его совместимость с другими средствами индивидуальной защиты (сварочные маски, защитные каски и т. д.)
• комфорт
• пригодность для рабочей среды и деятельности

Беруши и тонкие наушники с шейным ободком, а не с оголовьем, могут быть более совместимы со сварочными масками.

Если средства защиты органов слуха используются в качестве основного средства снижения воздействия шума, рабочие должны быть обучены их использованию. Рабочие должны носить средства защиты все время, пока они находятся в шумном месте или выполняют шумную работу. Средства защиты органов слуха становятся значительно менее эффективными, если работники не используют их даже в течение небольшого промежутка времени, когда они подвергаются воздействию.

Дополнительную информацию можно найти на веб-страницах HSE по шуму и вибрации.

Процесс дуговой сварки №1 и новый тип сварки?

1 Процесс дуговой сварки TIP TIG

2 Как это работает

3 Чем мы отличаемся

4 Сравнение процессов сварки

5 Значения тепловложения при TIP TIG

7 Скорость наплавки

3

3

3

Процесс дуговой сварки TIP TIG — это уникальный процесс сварки TIG горячей проволокой для автоматизированной сварки, наплавки отверстий, орбитальной сварки и сварки алюминия, в котором используется наша запатентованная технология подачи проволоки. Преимущества нашей системы обеспечивают высочайшее качество, высочайшую скорость наплавки при минимально возможном подводе тепла. СОВЕТ TIG постоянно обеспечивает самые превосходные металлургические результаты для любых сплавов. Также было доказано, что он обеспечивает минимально возможные выбросы дыма при сварке шестивалентного хрома, которые оцениваются как необнаруживаемые.

В отличие от почти всех других процессов сварки TIG с горячей проволокой, этим процессом можно управлять вручную во всех положениях и с помощью наших запатентованных систем автоматизации. Общепризнанным преимуществом, которое мы обеспечиваем, является снижение трудозатрат, связанных с дорогостоящей доработкой и обучением.

Проще говоря, его легко использовать, учить и учиться!

Сварочные аппараты TIP TIG представляют собой системы подачи проволоки TIG, которые создают вибрационную силу на сварочной проволоке и подают ток горячей проволоки на присадочный металл перед входом в сварочную ванну. Вибрационный эффект создается синусоидальным механическим колебанием, создаваемым специальной системой подачи проволоки. Ток горячей проволоки создается вторичным источником питания в сварочном аппарате TIP TIG.

Найдите время, чтобы изучить преимущества TIP TIG.

Механическое действие прямого и обратного движения присадочной проволоки создает колебания, передаваемые в сварной шов. Это перемешивает расплавленную сварочную ванну, что затем нарушает поверхностное натяжение.

Комбинация этих процессов обеспечивает следующие преимущества сварного шва:

• Повышенная текучесть сварочной ванны
• Повышенная устойчивость к подгонке шва – Значительно сниженная чувствительность шва
• Повышенная способность принимать больше проволоки в сварочную ванну — Более высокое наплавление
• Повышенная скорость перемещения в 4–6 раз — Уменьшение времени цикла и тепловложения
• Сварочная ванна с перемешиванием — Более чистые сварные швы
• Уменьшение тепловложения — Уменьшение напряжения сварки

TIP TIG сварка – корневой проход

TIP TIG сварка – заполняющий проход

TIP TIG – это единственный полуавтоматический процесс сварки, способный стабильно производить сварные швы оптимального качества во всех положениях углеродистых сталей или любых сплавов. не беспокоясь о доработке сварных швов и не опасаясь воздействия тепла сварки на свариваемые сплавы.

СОВЕТ TIG — это единственный процесс, способный обеспечить максимально возможную энергию сварки (оптимальное плавление — минимальная пористость) со значительным преимуществом, заключающимся в минимально возможном нагреве сварки. Эти два преимущества необходимы для получения сварных швов оптимального качества и решения большинства проблем сварки сплавов при использовании обычной сварки TIG и импульсной сварки MIG.

При TIP TIG на непрерывно подаваемую сварочную проволоку накладываются вторичные высокоскоростные колебания, создаваемые четырьмя запатентованными роликами, механизированной приводной плитой. Механическое действие приводной пластины создает вибрацию, которая проходит через сварочную проволоку в сварной шов. Вибрация взбалтывает сварочную ванну. Дальнейшее влияние на сварку TIP TIG оказывает ток горячей проволоки, который предварительно нагревает сварочную проволоку, улучшая восприимчивость проволоки при сварке TIG. Движение сварного шва TIP TIG и добавленная энергия сварки создают уникальную динамику сварного шва TIG, которая замедляет затвердевание сварного шва. Увеличение текучести сварки TIG позволяет подавать больше сварочной проволоки TIP TIG в сварочную ванну. Увеличение сварочной проволоки TIP TIG позволяет увеличить сварочный ток, дополнительно увеличивая плазму дуги TIG и увеличивая энергию сварки. Это также снижает чувствительность к длине дуги и повышает стабильность дуги.

При получении качества кода качество кода, каждый из этих четырех типов сварки имеет более одного ачелс.

• Расходные материалы
• Низкое отложение
• Проблемы с плавлением
• Шлаковые включения
• Высокая пористость
• Проблемы с стартовой стоп
• Беспотченое.

• Непровар
• Плохая сварка врезок
• Проблемы с пористостью
• Плохая позиция во всех положениях
• Вылет проволоки
• Путаница в процессах и оборудовании

Формула тепловложения (ASME IX 2017):

\begin{align*}
Тепло\:вход\: [кДж/дюйм] = \frac{Напряжение \times Сила тока \times 60 }{Путь\:Скорость \:[дюйм/мин]\times  1000}
\end{align*}

\[
Q = \frac{13 \:{V} \times 200 \:{A}  \times 60}{8 \:{дюйм/мин} \times  1000}
\]

Тепловложение = 19,3 кДж/дюйм.
Тепловложение = 0,76 кДж/мм

\[
Q = \frac{25\:{V} \times 250\:{A}  \times 60}{16 \:{in/min} \times  1000}
\]

Подводимая теплота = 23,4 кДж/дюйм.
Тепловложение = 0,92 кДж/мм

\[
Q = \frac{13\:{V} \times 250\:{A} \times 60}{16 \:{in/min} \times  1000}
\]

Подводимая теплота = 11,9 кДж/дюйм.
Подводимая теплота = 0,47 кДж/мм

Скорость наплавки (кг/ч)

Фактическая скорость наплавки при реальной сварке нержавеющей стали по сравнению с обычной сваркой TIG, сваркой TIG холодной проволокой, сваркой TIG горячей проволокой, TIP TIG и TIP TIG – HDMT на применение трубы (2″ DN50 SCH 80S из нержавеющей стали, наружный диаметр = 60,3 мм, толщина стенки = 5,54 мм) в положении 5G.

Общие затраты (€)

Фактическая экономия, рассчитанная для реальной сварки нержавеющей стали по сравнению с традиционной сваркой TIG и TIP TIG при сварке труб (2″ DN50 SCH 80S из нержавеющей стали, наружный диаметр = 60,3 мм, толщина стенки = 5,54 мм) в положение 5G.

Variable / Result	Units	Conventional TIG	TIP TIG
Welding process		TIG	TIG
Wire type		ER308L	ER308L
Wire size		2. 4 mm	0.9 mm
Wire feed speed	m/min	0.1	1.91
Melt off rate	kg/h	0.22	0.58
Deposition efficiency	%	100	100
Deposition rate	kg/h	0.22	0.58
Duty cycle	%	100	100
Final deposition rate	kg/h	0.22	0.58
Gas type		Argon	Argon
Flow rate	m3/h	0.85	0.85
Gas/Wire ratio	m3/kg	3.92	1.48
Gas price	€/m3	22.59	22.59
Wire price	€/kg	2. Published by admin View all posts by admin