Λύσεις — Κεφάλαιο 9: Οι Ηλεκτροσυγκολλήσεις σε Προστατευτική Ατμόσφαιρα Αερίων (σελ. 358-359) – ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Κεφάλαιο 9: Οι Ηλεκτροσυγκολλήσεις σε Προστατευτική Ατμόσφαιρα Αερίων (σελ. 358-359) – ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 9: Οι Ηλεκτροσυγκολλήσεις σε Προστατευτική Ατμόσφαιρα Αερίων

Λύσεις στις 39 ερωτήσεις του κεφαλαίου 9 («Ερωτήσεις Επανάληψης της Θεωρίας» 1-26 και «Ερωτήσεις Κρίσεως» 27-39), για τις ηλεκτροσυγκολλήσεις MIG/MAG, FCAW και TIG σε προστατευτική ατμόσφαιρα αερίου: προστατευτικά αέρια, τυποποίηση συρμάτων/ράβδων/ηλεκτροδίων, παράμετροι συγκόλλησης, τεχνική εκτέλεσης και εφαρμογές σε χάλυβες, ανοξείδωτους χάλυβες και αλουμίνιο.

Κυριότερα είδη προστατευτικών αερίων

Ερώτηση: Ποια είναι τα κυριότερα είδη προστατευτικών αερίων;

Απάντηση:

§9-1. «Τα αδρανή αέρια είναι το αργόν (Ar) και το ήλιο (He). Τα ενεργά αέρια είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) το οξυγόνο (Ο2) και σπανιότερα το άζωτο... Τα πλέον συνηθισμένα προστατευτικά αέρια είναι το αργόν και το CO2... Ενεργά αέρια είναι, επίσης, και οι συνδυασμοί αδρανών και ενεργών αερίων. Πολύ διαδεδομένη είναι η χρήση αερίων με 75%-80% αργόν και 20-25% CO2.»

Σύνοψη: Τα προστατευτικά αέρια διακρίνονται σε αδρανή (το αργόν Ar και το ήλιο He) και ενεργά (το διοξείδιο του άνθρακα CO2, το οξυγόνο Ο2 και σπανιότερα το άζωτο). Ενεργά θεωρούνται και οι συνδυασμοί αδρανών με ενεργά αέρια. Τα πλέον συνηθισμένα προστατευτικά αέρια είναι το αργόν και το CO2, ενώ πολύ διαδεδομένη είναι και η χρήση μειγμάτων με 75-80% αργόν και 20-25% CO2.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αδρανή: Ar, He· Ενεργά: CO2, O2, N2· πιο συνηθισμένα: Ar και CO2 (ή μείγματα)

Εφαρμογές των προστατευτικών αερίων

Ερώτηση: Σε ποιες εφαρμογές χρησιμοποιείται το κάθε προστατευτικό αέριο;

Απάντηση:

§9-3. «Στην TIG χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά το Ar... Στις συγκολλήσεις αλουμινίου... χρησιμοποιείται, επίσης, σχεδόν αποκλειστικά το Ar... Στις συγκολλήσεις ανοξείδωτων χαλύβων χρησιμοποιείται το Ar+1-3% Ο2... Στις συγκολλήσεις MIG/MAG ή FCAW, των ανθρακούχων χαλύβων ή των ελαφρά κραματικών χαλύβων, όταν επιδιώκουμε να έχουμε βαθιά διείσδυση, χρησιμοποιείται το CO2... προτιμότερο είναι ένα μείγμα του Ar με 20-25% CO2 ή με 1-3% Ο2.»

Σύνοψη: Στην TIG χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά το Ar (σε χοντρά ελάσματα μερικές φορές μείγμα Ar-He). Στις συγκολλήσεις αλουμινίου (TIG ή MIG) χρησιμοποιείται, επίσης, σχεδόν αποκλειστικά το Ar. Στις συγκολλήσεις ανοξείδωτων χαλύβων χρησιμοποιείται το Ar+1-3% Ο2 (εναλλακτικά Ar+3%CO2). Στις συγκολλήσεις MIG/MAG ή FCAW ανθρακούχων ή ελαφρά κραματικών χαλύβων, για βαθιά διείσδυση χρησιμοποιείται το CO2, ενώ για ομαλή συγκόλληση με σταθερό τόξο, καλή εμφάνιση και ελάχιστα πιτσιλίσματα προτιμότερο είναι μείγμα Ar με 20-25% CO2 ή με 1-3% Ο2 (όχι καθαρό Ar, γιατί οι χάλυβες χρειάζονται ενεργό αέριο).

Κριτήρια αξιολόγησης:

TIG/αλουμίνιο: Ar· ανοξείδωτοι: Ar+1-3%O2· χάλυβες MIG/MAG-FCAW: CO2 (βαθιά διείσδυση) ή Ar+CO2/Ar+O2 (ποιότητα)

Επίδραση του CO2 στη συγκόλληση χαλύβων

Ερώτηση: Πώς επιδρά το CO2 στη συγκόλληση των χαλύβων;

Απάντηση:

§9-1. «To CO2 προκαλεί βαθιά διείσδυση και επιτρέπει τη συγκόλληση σκουριασμένων επιφανειών... έχει πολύ χαμηλό κόστος.» §9-2. «Η αντίδραση αυτή, όταν π(C) > 0,12%... δημιουργεί μικρή απανθράκωση του χάλυβα... Όταν όμως ο χάλυβας έχει μικρή περιεκτικότητα άνθρακα... η αντίδραση... προκαλεί ενανθράκωση της ραφής, που είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη στους ανοξείδωτους χάλυβες.»

Σύνοψη: Το CO2 προκαλεί βαθιά διείσδυση και επιτρέπει τη συγκόλληση σκουριασμένων επιφανειών, ενώ έχει πολύ χαμηλό κόστος. Χημικά, το CO2 διασπάται από το τόξο σε CO και οξυγόνο· η αντίδραση CO+C↔CO2 με τον άνθρακα του χάλυβα, όταν π(C)>0,12%, προκαλεί μικρή (ευπρόσδεκτη) απανθράκωση της ραφής, ενώ όταν π(C)<0,12% προκαλεί ενανθράκωση, ιδιαίτερα επικίνδυνη στους ανοξείδωτους χάλυβες (καρβίδια χρωμίου, ευθραυστότητα). Το οξυγόνο από τη διάσπαση αντιδρά επίσης με τον σίδηρο σχηματίζοντας FeO, που μπορεί να δώσει πόρους και εσωτερικές τάσεις στη ραφή αν δεν υπάρχουν αποξειδωτικά (Mn, Si) στο σύρμα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

CO2: βαθιά διείσδυση, κολλά σκουριασμένες επιφάνειες, φθηνό· χημικά προκαλεί απανθράκωση (π(C)>0,12%) ή ενανθράκωση (π(C)<0,12%)

Συμβολισμός των τριών βασικών προστατευτικών αερίων

Ερώτηση: Πώς συμβολίζονται τα τρία βασικά προστατευτικά αέρια;

Απάντηση:

§9-3. «Πίνακας (9-2): Ar → ISO-14175: Ι1· CO2 → C1, κατά ISO-14341: C· Ar+20-25% CO2 → ISO-14175: M21, κατά ISO-14341: M... με βάση αυτό, με το ''Ι'' συμβολίζονται τα αδρανή αέρια, με το ''C'' τα μείγματα του CO2 και με το ''M'' τα ενεργά μείγματα που βασίζονται στο Ar.»

Σύνοψη: Κατά ISO-14175: το Ar συμβολίζεται Ι1, το CO2 συμβολίζεται C1 και το Ar+20-25%CO2 συμβολίζεται M21 (το Ar+1-3%O2 συμβολίζεται M13). Στο ISO-14341, που αφορά τα σύρματα, οι συμβολισμοί αυτοί απλοποιούνται: το CO2 γίνεται C, το Ar+1-3%O2 γίνεται A και το Ar+20-25%CO2 γίνεται M.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ar=I1· CO2=C1/C· Ar+20-25%CO2=M21/M (και Ar+1-3%O2=M13/A)

Πλέον χρήσιμα σύρματα χάλυβα σε MIG/MAG και TIG

Ερώτηση: Για τη συγκόλληση του χάλυβα, ποια είναι τα πλέον χρήσιμα σύρματα στη MIG/MAG και στην TIG;

Απάντηση:

§9-4. «Για τη MIG/MAG: To G3Si1 που έχει π(Mn) = 1,5%... και π(Si) = 1%, με αντίστοιχη ονομασία κατά AWS την ER70S-6... Για την TIG: To W3Si1 με αντίστοιχη ονομασία κατά AWS την ER70S-3.»

Σύνοψη: Στη MIG/MAG το πλέον χρήσιμο σύρμα για τους ανθρακούχους χάλυβες είναι το G3Si1 [π(Mn)=1,5%, π(Si)=1%], με αντίστοιχη ονομασία κατά AWS την ER70S-6. Στην TIG είναι η ράβδος W3Si1, με αντίστοιχη ονομασία κατά AWS την ER70S-3 (η μικρότερη περιεκτικότητα σε αποξειδωτικά, π(Mn)=1%, π(Si)=0,5%, απαιτεί καθαρή επιφάνεια χωρίς σκουριές).

Κριτήρια αξιολόγησης:

MIG/MAG: G3Si1 (AWS ER70S-6)· TIG: W3Si1 (AWS ER70S-3)

Καλύτερη μέθοδος ανά υλικό

Ερώτηση: Αναφέρατε ποια είναι η καλύτερη μέθοδος για τη συγκόλληση: λεπτών ελασμάτων, ανοξείδωτων χαλύβων, χυτοσιδήρου, αλουμινίου.

Απάντηση:

§9-4, Πίνακας (9-3). Λεπτά ελάσματα: TIG=Άριστη, Οξυγονοασετιλίνη=Άριστη. Ανοξείδωτοι χάλυβες: ΜΜΑ=Άριστη. Χυτοσίδηρος: ΜΜΑ=Άριστη. Αλουμίνιο: MIG/MAG=Άριστη, TIG=Άριστη. §9-5. «Παρατηρούμε ότι η ΜΜΑ είναι η μοναδική μέθοδος που προσφέρεται για συγκόλληση χυτοσιδήρου και η καλύτερη για τη συγκόλληση ανοξείδωτων χαλύβων. Αντίθετα, οι συγκολλήσεις αερίου είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για συγκόλληση αλουμινίου και λεπτών ελασμάτων.»

Σύνοψη: Σύμφωνα με τον συγκριτικό πίνακα (9-3): για λεπτά ελάσματα η καλύτερη μέθοδος είναι η TIG (ή η οξυγονοασετιλίνη)· για ανοξείδωτους χάλυβες και για χυτοσίδηρο η ΜΜΑ είναι η καλύτερη (μάλιστα η μοναδική μέθοδος που προσφέρεται καθόλου για χυτοσίδηρο)· για αλουμίνιο η καλύτερη μέθοδος είναι η MIG/MAG (ή η TIG) — οι συγκολλήσεις αερίου γενικά είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για αλουμίνιο και λεπτά ελάσματα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Λεπτά ελάσματα: TIG· Ανοξείδωτοι/χυτοσίδηρος: ΜΜΑ· Αλουμίνιο: MIG/MAG ή TIG

Λεπτότερο έλασμα με MIG/MAG

Ερώτηση: Ποιο είναι το λεπτότερο έλασμα που μπορούμε να συγκολλήσουμε με MIG/MAG και με ποια διάμετρο σύρματος γίνεται αυτή η συγκόλληση;

Απάντηση:

§9-10. «Αυτό επιτρέπει τη συγκόλληση λεπτών ελασμάτων από 0,8 mm (22 gauge), κάτι που είναι δυνατόν μόνο με τη μέθοδο βραχυκυκλωμένου τόξου. Φυσικά, στο σημείο αυτό το βραχυκυκλωμένο τόξο πλεονεκτεί, αφού μπορεί να συγκολλήσει ελάσματα από 0,6 mm (24 gauge).»

Σύνοψη: Το λεπτότερο έλασμα που μπορεί να συγκολληθεί με MIG/MAG είναι 0,6 mm (24 gauge), και αυτό επιτυγχάνεται με τη μέθοδο του βραχυκυκλωμένου τόξου και σύρμα διαμέτρου 0,6 mm (με παλμικό ρεύμα το όριο σταματάει στα 0,8 mm / 22 gauge).

Κριτήρια αξιολόγησης:

0,6 mm (24 gauge), με σύρμα 0,6 mm και βραχυκυκλωμένο τόξο

Παράμετροι ηλεκτροσυγκόλλησης στη MIG/MAG

Ερώτηση: Ποιες είναι οι παράμετροι συγκόλλησης στη MIG/MAG;

Απάντηση:

§9-7. «οι παράμετροι ηλεκτροσυγκόλλησης που έχουμε να ρυθμίσουμε είναι οι εξής: Η ποιότητα και η διάμετρος του σύρματος, Το είδος και η παροχή του προστατευτικού αερίου, Η τάση ρεύματος, Το μήκος του ελεύθερου άκρου του σύρματος, Η ταχύτητα τροφοδοσίας του σύρματος, Η ταχύτητα της κίνησης της τσιμπίδας.»

Σύνοψη: Οι παράμετροι ηλεκτροσυγκόλλησης στη MIG/MAG είναι: η ποιότητα και η διάμετρος του σύρματος, το είδος και η παροχή του προστατευτικού αερίου, η τάση του ρεύματος, το μήκος του ελεύθερου άκρου του σύρματος, η ταχύτητα τροφοδοσίας του σύρματος και η ταχύτητα κίνησης της τσιμπίδας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

6 παράμετροι: σύρμα (ποιότητα/διάμετρος), αέριο, τάση, ελεύθερο άκρο, ταχύτητα σύρματος, ταχύτητα τσιμπίδας

Είδη ρεύματος στη MIG/MAG

Ερώτηση: Ποια είναι τα είδη του ρεύματος που εφαρμόζονται στη MIG/MAG;

Απάντηση:

§9-8. «Ηλεκτροσυγκόλληση MIG/MAG γίνεται μόνο με δύο είδη ηλεκτρικού ρεύματος: Με συνεχές ρεύμα, ανάστροφη φορά (συμβολισμός DC+ ή DCEP), Mε παλμικό ρεύμα (παλμορεύμα)... Η κανονική φορά του συνεχούς ρεύματος (DC- ή DCEN), δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τη MIG/MAG.»

Σύνοψη: Στη MIG/MAG χρησιμοποιούνται μόνο δύο είδη ρεύματος: το συνεχές ρεύμα ανάστροφης φοράς (DC+ ή DCEP) και το παλμικό ρεύμα (παλμορεύμα). Η κανονική φορά του συνεχούς ρεύματος (DC- ή DCEN) δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τη MIG/MAG.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μόνο DC+ (DCEP) και παλμικό ρεύμα — ΟΧΙ DC-

Μέθοδοι μεταφοράς υλικού στη MIG/MAG

Ερώτηση: Με ποιες μεθόδους γίνεται η μεταφορά του υλικού στη MIG/MAG από το σύρμα στο μέταλλο βάσης;

Απάντηση:

§9-9. «Υπάρχουν τρεις τρόποι μεταφοράς... Με βραχυκυκλωμένο τόξο που είναι και η πλέον συνήθης περίπτωση, Με σταγόνες, Με ψεκασμό.»

Σύνοψη: Η μεταφορά του υλικού στη MIG/MAG γίνεται με τρεις τρόπους: με βραχυκυκλωμένο τόξο (η πλέον συνήθης περίπτωση), με σταγόνες και με ψεκασμό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

3 μέθοδοι: βραχυκυκλωμένο τόξο, σταγόνες, ψεκασμός

Διαδικασία μεταφοράς με βραχυκυκλωμένο τόξο

Ερώτηση: Περιγράψτε τη διαδικασία μεταφοράς με βραχύ κυκλωμένο τόξο.

Απάντηση:

§9-9(α). «Το σύρμα ακουμπάει στο μέταλλο βάσης και συγχρόνως το τόξο σβήνει. Το δημιουργούμενο ισχυρό βραχυκύκλωμα λιώνει την άκρη του σύρματος και το λιωμένο μέταλλο εναποτίθεται στο λουτρό συγκόλλησης. Με το λιώσιμο της άκρης το σύρμα και το μέταλλο βάσης παύουν να είναι σε επαφή και στο κενό που δημιουργείται ανάβει πάλι το τόξο... Ο κύκλος αυτός επαναλαμβάνεται από 20 μέχρι 200 φορές το δευτερόλεπτο.»

Σύνοψη: Στη μεταφορά με βραχυκυκλωμένο τόξο, το σύρμα ακουμπάει στο μέταλλο βάσης και το τόξο σβήνει· το ισχυρό βραχυκύκλωμα λιώνει την άκρη του σύρματος, το λιωμένο μέταλλο εναποτίθεται στο λουτρό συγκόλλησης· καθώς η άκρη λιώνει, το σύρμα και το μέταλλο βάσης παύουν να είναι σε επαφή και στο κενό που δημιουργείται ανάβει ξανά το τόξο· η προώθηση του σύρματος συνεχίζεται με σταθερό ρυθμό, το σύρμα ακουμπάει ξανά στο μέταλλο βάσης πριν προλάβει να λιώσει από τη θερμότητα του τόξου, και ο κύκλος επαναλαμβάνεται 20 έως 200 φορές το δευτερόλεπτο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Επαφή→σβήσιμο τόξου→βραχυκύκλωμα λιώνει το σύρμα→επανάναμμα τόξου, 20-200 φορές/s

Υπεροχή του παλμικού ρεύματος

Ερώτηση: Σε τι υπερέχει η συγκόλληση με παλμορεύματα;

Απάντηση:

§9-10. «Αυτό επιτρέπει τη συγκόλληση λεπτών ελασμάτων από 0,8 mm (22 gauge)... Η νεότερη τεχνολογία... συνεργιακός έλεγχος... Η τεχνολογία των παλμορευμάτων... τείνει να βελτιώσει και τη μεταλλογραφική μορφή της ραφής, η οποία παρουσιάζεται λεπτόκοκκη, δηλαδή υψηλής αντοχής και ελαστικότητας... Η βελτίωση της αντοχής με αυτό τον τρόπο έχει μεγάλη σημασία στις συγκολλήσεις του αλουμινίου.»

Σύνοψη: Το παλμικό ρεύμα δίνει την καλύτερη δυνατή μορφή ραφής στη MIG/MAG. Επειδή κατά τη χαμηλή τάση του παλμού εκλύεται μικρότερο ποσό θερμότητας, το μέταλλο βάσης θερμαίνεται λιγότερο και προκύπτουν λιγότερες παραμορφώσεις — αυτό επιτρέπει τη συγκόλληση λεπτών ελασμάτων από 0,8 mm (22 gauge). Επίσης, τείνει να βελτιώνει τη μεταλλογραφική δομή της ραφής, η οποία γίνεται λεπτόκοκκη (υψηλότερη αντοχή και ελαστικότητα) — κάτι πολύ σημαντικό στις συγκολλήσεις αλουμινίου, όπου η αντοχή της ραφής πλησιάζει έτσι αυτή του μετάλλου βάσης. Στις σύγχρονες (συνεργιακές) μηχανές, ο χειριστής ρυθμίζει μόνο τη μέση τιμή του ρεύματος και η μηχανή επιλέγει αυτόματα τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά του παλμού.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Λιγότερη θερμότητα/παραμορφώσεις, λεπτά ελάσματα ως 0,8mm, λεπτόκοκκη-ανθεκτικότερη ραφή (ιδίως αλουμίνιο), συνεργιακός έλεγχος

Σημασία της κατάστασης του μπεκ στη MIG/MAG

Ερώτηση: Γιατί πρέπει το μπεκ της τσιμπίδας στη MIG/MAG να διατηρείται σε άριστη κατάσταση;

Απάντηση:

§9-11. «Το μπεκ τροφοδοσίας του σύρματος πρέπει να αντικαθίσταται τακτικά, επειδή φθείρεται και μεγαλώνει η εσωτερική του διάμετρος... Αν η οπή φθαρεί πολύ, δε θα εξασφαλίζει τη σωστή ηλεκτρική επαφή, οπότε η ωμική του αντίσταση θα είναι μεγάλη, αλλά, το κυριότερο, δε θα έχει σταθερή τιμή. Έτσι, όχι μόνο θα μειωθεί η ένταση του ρεύματος ηλεκτροσυγκόλλησης, αλλά θα παρουσιάζει και συνεχείς αυξομειώσεις που δε θα επιτρέπουν τη δημιουργία ομαλού τόξου.»

Σύνοψη: Το μπεκ τροφοδοσίας μεταφέρει το ηλεκτρικό ρεύμα στο σύρμα, γι' αυτό πρέπει να διατηρείται σε άριστη κατάσταση. Με τη χρήση φθείρεται, η οπή διευρύνεται και παίρνει οβάλ μορφή· τότε δεν εξασφαλίζεται η σωστή ηλεκτρική επαφή, η ωμική αντίσταση γίνεται μεγάλη και ασταθής, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ένταση του ρεύματος και να παρουσιάζονται συνεχείς αυξομειώσεις που εμποδίζουν τη δημιουργία ομαλού τόξου. Γι' αυτό συνιστάται η αντικατάστασή του μετά από χρήση με 40-50 kg σύρματος και ο περιοδικός καθαρισμός του από πιτσιλίσματα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Φθαρμένο μπεκ (οβάλ οπή) → ασταθής αντίσταση → ασταθές τόξο, μειωμένη ένταση· αλλαγή ανά 40-50 kg σύρματος

Κατάλληλες μέθοδοι για ανοξείδωτους χάλυβες

Ερώτηση: Ποιες είναι οι πλέον κατάλληλες μέθοδοι για τη συγκόλληση των ανοξείδωτων χαλύβων;

Απάντηση:

§9-12. «Η ηλεκτροσυγκόλληση των ανοξείδωτων χαλύβων μπορεί να γίνει με όλες τις μεθόδους, εκτός από τη μεταφορά με σταγόνες. Οι πλέον κατάλληλες μέθοδοι συγκόλλησης είναι με ψεκασμό και με παλμορεύματα. Η μέθοδος βραχυκυκλωμένου τόξου εφαρμόζεται μόνο, όταν πρόκειται να συγκολληθούν πολύ λεπτά ελάσματα ή για τη συγκόλληση της ρίζας ή σε δύσκολες θέσεις (PF, PD, ΡΕ).»

Σύνοψη: Η ηλεκτροσυγκόλληση των ανοξείδωτων χαλύβων με MIG/MAG μπορεί να γίνει με όλες τις μεθόδους μεταφοράς εκτός από τη μεταφορά με σταγόνες. Οι πλέον κατάλληλες μέθοδοι είναι η μεταφορά με ψεκασμό και τα παλμορεύματα. Η μέθοδος βραχυκυκλωμένου τόξου εφαρμόζεται μόνο για πολύ λεπτά ελάσματα, για συγκόλληση της ρίζας ή σε δύσκολες θέσεις (PF, PD, PE) — και τότε απαιτεί το ακριβό αέριο 80%He+7,5%Ar+2,5%CO2.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κύριες μέθοδοι: ψεκασμός και παλμορεύματα· βραχυκυκλωμένο τόξο μόνο για λεπτά ελάσματα/ρίζα/δύσκολες θέσεις

Βασικά σημεία κατά τη συγκόλληση αλουμινίου

Ερώτηση: Ποια είναι τα βασικά σημεία που πρέπει να προσέχουμε, όταν κολλάμε αλουμίνιο;

Απάντηση:

§9-13. «Πρέπει να προηγείται καθαρισμός από τη σκουριά με συρματόβουρτσα... Η συρματόβουρτσα που έχει χρησιμοποιηθεί σε χάλυβα, δεν πρέπει να χρησιμοποιείται σε αλουμίνιο. Η τσιμπίδα πρέπει να κινείται γρήγορα... Για την αποφυγή των ρηγματώσεων το καλύτερο είναι να εφαρμόζεται προθέρμανση αλλά όχι άνω των 110°C. Υπάρχει κίνδυνος να δημιουργηθούν κρατήρες... πρέπει η κίνηση του ηλεκτροδίου να γίνεται με σταθερή ταχύτητα... Το αέριο είναι αποκλειστικά το Αργόν.»

Σύνοψη: Όταν κολλάμε αλουμίνιο πρέπει: να προηγείται καθαρισμός από τη σκουριά με συρματόβουρτσα (η σκουριά τήκεται στους 2000°C έναντι 630°C του καθαρού μετάλλου), χρησιμοποιώντας βούρτσα διαφορετική από αυτή του χάλυβα· η τσιμπίδα να κινείται γρήγορα λόγω του χαμηλού σημείου τήξης του αλουμινίου· να εφαρμόζεται προθέρμανση (όχι άνω των 110°C) για αποφυγή ρηγματώσεων· η κίνηση του ηλεκτροδίου να γίνεται με σταθερή ταχύτητα για αποφυγή κρατήρων, με τη ραφή ελαφρά κυρτή ή επίπεδη· και το αέριο να είναι αποκλειστικά Αργόν.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καθαρισμός με ειδική βούρτσα, γρήγορη κίνηση τσιμπίδας, προθέρμανση ≤110°C, σταθερή ταχύτητα (αποφυγή κρατήρων), αέριο μόνο Ar

Σύρματα αλουμινίου — πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα

Ερώτηση: Ποια είναι τα σύρματα αλουμινίου που κυρίως χρησιμοποιούνται (ονομασίες με βάση την ισχύουσα τυποποίηση) και ποια τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους;

Απάντηση:

§9-13. «Τα σύρματα αλουμινίου, που κυρίως χρησιμοποιούνται, είναι το ER5356 και το ER4043. Το ιδανικότερο σύρμα... θα ήταν το ER4043, αν δεν ήταν τόσο μαλακό υλικό... το σύρμα ER4043 είναι πολύ μαλακό και μπερδεύεται εύκολα στο σύστημα προώθησης... Το τσαλάκωμα όμως του σύρματος ER5356... είναι περισσότερο δύσκολο, επειδή είναι αρκετά πιο σκληρό... Όμως με το ER5356 απαιτούνται μηχανές μεγαλύτερες.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα σύρματα αλουμινίου που κυρίως χρησιμοποιούνται είναι το ER4043 (5% Si) και το ER5356 (5% Mg). Το ER4043 είναι άριστο για τα πολύ διαδεδομένα αλουμίνια 6xxx και κατάλληλο και για τα 1xxx· το πλεονέκτημά του είναι ότι είναι το ιδανικότερο υλικό σε ποιότητα ραφής, αλλά το μειονέκτημά του είναι ότι είναι πολύ μαλακό και μπερδεύεται εύκολα στο σύστημα προώθησης του σύρματος. Το ER5356 είναι κατάλληλο για τα αλουμίνια 5xxx (και επίσης 3xxx, 4xxx, 6xxx, 7xxx, αλλά ακατάλληλο για 1xxx)· είναι σκληρότερο και άρα δεν μπερδεύεται εύκολα, γι' αυτό είναι πολύ διαδεδομένο στα συστήματα MIG, αλλά το μειονέκτημά του είναι ότι απαιτεί μεγαλύτερη ένταση ρεύματος, άρα μεγαλύτερες (και όχι μικρά φορητά) μηχανές, ιδίως σε διαμέτρους άνω των 0,8 mm.

Κριτήρια αξιολόγησης:

ER4043 (6xxx, μαλακό/μπερδεύεται)· ER5356 (5xxx, σκληρό/χρειάζεται μεγαλύτερη μηχανή)

Γιατί χρειάζεται διαφορετικό σετ εξαρτημάτων για αλουμίνιο

Ερώτηση: Γιατί η συγκόλληση αλουμινίου απαιτεί διαφορετικό σετ εξαρτημάτων; Τι περιλαμβάνει;

Απάντηση:

§9-13. «το σύρμα ER4043 είναι πολύ μαλακό και μπερδεύεται εύκολα στο σύστημα προώθησης της μηχανής. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, υπάρχουν ειδικά σετ προώθησης του σύρματος αλουμινίου (με ειδικά ράουλα, σωλήνα από τεφλόν, μπεκ κτλ.)... Τα μπεκ για αλουμίνιο είναι διαφορετικά... η διάμετρος της οπής είναι λίγο μεγαλύτερη... επειδή το αλουμίνιο διαστέλλεται περισσότερο.»

Σύνοψη: Η συγκόλληση αλουμινίου απαιτεί διαφορετικό σετ εξαρτημάτων επειδή το μαλακό σύρμα αλουμινίου (κυρίως το ER4043) μπερδεύεται εύκολα στο σύστημα προώθησης μιας συνηθισμένης μηχανής σχεδιασμένης για σκληρότερο σύρμα χάλυβα. Το ειδικό σετ συγκόλλησης αλουμινίου περιλαμβάνει: ειδικά ράουλα προώθησης του σύρματος, σωλήνα από τεφλόν και ειδικό μπεκ αλουμινίου, με οπή λίγο μεγαλύτερης διαμέτρου από το αντίστοιχο μπεκ χάλυβα (επειδή το αλουμίνιο διαστέλλεται περισσότερο)· σε δυσκολότερες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται και ειδικές τσιμπίδες MIG με ενσωματωμένο δικό τους σύστημα έλξης του σύρματος (push-pull).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μαλακό ER4043 μπερδεύεται· σετ = ειδικά ράουλα, σωλήνας τεφλόν, μπεκ αλουμινίου (μεγαλύτερη οπή), πιθανό push-pull

Ρεύμα TIG για χάλυβα και αλουμίνιο

Ερώτηση: Με τι ρεύμα κολλάμε στην TIG το χάλυβα και με τι το αλουμίνιο;

Απάντηση:

§9-14. «Το πλέον σύνηθες στη συγκόλληση των χαλύβων είναι το ρεύμα DC-. Στο αλουμίνιο χρησιμοποιείται το ρεύμα ACHF, επειδή έχει την ιδιότητα να εμποδίζει την ενσωμάτωση οξειδίων του αλουμινίου στη ραφή συγκόλλησης.»

Σύνοψη: Στην TIG, το πλέον σύνηθες ρεύμα για τη συγκόλληση των χαλύβων είναι το DC- (DCEN). Στο αλουμίνιο χρησιμοποιείται το ρεύμα ACHF (εναλλασσόμενο υψηλής συχνότητας), επειδή εμποδίζει την ενσωμάτωση οξειδίων του αλουμινίου στη ραφή. Το παλμικό ρεύμα χρησιμοποιείται και στις δύο περιπτώσεις, μειώνοντας την παραγόμενη θερμότητα και τις παραμορφώσεις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Χάλυβας: DC-· Αλουμίνιο: ACHF

Διαμόρφωση άκρου ηλεκτροδίων TIG

Ερώτηση: Πώς είναι διαμορφωμένα τα ηλεκτρόδια της TIG στο άκρο τους;

Απάντηση:

§9-16(β). «Για τη συγκόλληση με ρεύμα DC το ηλεκτρόδιο πρέπει να διαθέτει τροχισμένο κωνικό άκρο... Το μήκος του κώνου συνήθως είναι 1,25-2 φορές μεγαλύτερο από τη διάμετρο.» §9-16(γ). «Τα ηλεκτρόδια που προορίζονται για συγκόλληση με ACHF πρέπει να είναι στρογγυλεμένα στην άκρη τους.»

Σύνοψη: Για ρεύμα DC (χάλυβες) το άκρο του ηλεκτροδίου TIG πρέπει να είναι τροχισμένο σε κωνικό σχήμα, με μήκος κώνου 1,25-2 φορές τη διάμετρο (γωνία κώνου περίπου 30-45°, ή 20-30° για ρεύματα έως 90 A). Για ρεύμα ACHF (αλουμίνιο) το άκρο πρέπει να είναι στρογγυλεμένο — δεν χρειάζεται τρόχισμα, αφού αυτό το σχήμα διατηρείται και κατά τη συγκόλληση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

DC-: κωνικό τροχισμένο άκρο (γωνία 20-45°)· ACHF: στρογγυλεμένο άκρο

Ηλεκτρόδια TIG για χάλυβα και αλουμίνιο

Ερώτηση: Ποια ηλεκτρόδια χρησιμοποιούμε με την TIG στο χάλυβα και ποια στο αλουμίνιο;

Απάντηση:

§9-16(β). «Το πλέον χρησιμοποιούμενο ηλεκτρόδιο είναι το WT20... Εναλλακτική λύση είναι το ηλεκτρόδιο WC20... Πρόσφατα ανακαλύφθηκε το ηλεκτρόδιο EWLa-1.5.» §9-16(γ). «Το ηλεκτρόδιο καθαρού βολφραμίου χρησιμοποιείται κυρίως στις συγκολλήσεις αλουμινίου με ρεύμα ACHF. Σε ισχυρά μόνο ρεύματα χρησιμοποιείται το ηλεκτρόδιο του ζιρκονίου.»

Σύνοψη: Στον χάλυβα (ρεύμα DC-) το πλέον χρησιμοποιούμενο ηλεκτρόδιο είναι το WT20 (με 2% ThO2, κόκκινη σήμανση), με εναλλακτικές λύσεις το WC20 (2% CeO2, μη ραδιενεργό αλλά χαμηλότερων επιδόσεων) ή το νεότερο EWLa-1.5 (1,5% LaO2, καλές επιδόσεις χωρίς ραδιενέργεια). Στο αλουμίνιο (ρεύμα ACHF) χρησιμοποιείται κυρίως το ηλεκτρόδιο καθαρού βολφραμίου (WP), και σε ισχυρά ρεύματα το ηλεκτρόδιο ζιρκονίου (WZ3) που έχει μεγαλύτερη αντοχή σε ACHF· καλή συμπεριφορά δείχνει επίσης το EWLa-1.5.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Χάλυβας: WT20 (ή WC20/EWLa-1.5)· Αλουμίνιο: WP καθαρού βολφραμίου (ή WZ3 σε ισχυρά ρεύματα)

Έναυση τόξου στην TIG

Ερώτηση: Πώς γίνεται η έναυση του τόξου στην TIG;

Απάντηση:

§9-15. «Η έναυση του τόξου είναι σωστό να γίνεται μόνο με ACHF, ακόμη και στην περίπτωση που το ρεύμα συγκόλλησης είναι DC... Φέρνουμε την τσιμπίδα στην αρχική θέση, περίπου 5 cm πάνω από το μέταλλο, και αρχίζουμε να την περιστρέφουμε. Όταν η απόσταση της ακίδας του ηλεκτροδίου είναι μερικά mm από το μέταλλο βάσης, η υψηλή συχνότητα της τάσης, δημιουργεί διαπίδυση και γίνεται η έναυση του τόξου... η μηχανή ηλεκτροσυγκόλλησης το αλλάζει από ACHF σε DC.»

Σύνοψη: Η έναυση του τόξου στην TIG γίνεται σωστά μόνο με ρεύμα ACHF, ακόμη κι όταν το επιλεγμένο ρεύμα συγκόλλησης είναι DC. Φέρνουμε την τσιμπίδα στην αρχική θέση περίπου 5 cm πάνω από το μέταλλο και αρχίζουμε να την περιστρέφουμε· όταν η απόσταση της ακίδας του ηλεκτροδίου φτάσει μερικά mm από το μέταλλο βάσης, η υψηλή συχνότητα της τάσης δημιουργεί διαπίδυση και ανάβει το τόξο. Αν το επιλεγμένο ρεύμα είναι DC, η μηχανή αλλάζει αυτόματα από ACHF σε DC μετά την έναυση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Με ACHF: τσιμπίδα ~5cm πάνω, περιστροφή, στα λίγα mm ανάβει το τόξο (διαπίδυση), μετά αλλαγή σε DC αν χρειάζεται

Γιατί το ηλεκτρόδιο TIG δεν πρέπει να ακουμπήσει το μέταλλο βάσης

Ερώτηση: Γιατί δεν πρέπει να ακουμπήσει το ηλεκτρόδιο στο μέταλλο βάσης κατά την TIG;

Απάντηση:

§9-15. «Πρέπει να προσέχουμε, επειδή η επαφή του μη αναλώσιμου ηλεκτροδίου με το μέταλλο βάσης μολύνει το ηλεκτρόδιο με μόρια προερχόμενα από το μέταλλο βάσης και πέφτει η ποιότητα ηλεκτροσυγκόλλησης. Επίσης, κατά τη φάση της συγκόλλησης, το άκρο του μη αναλώσιμου ηλεκτροδίου είναι σε ρευστή κατάσταση και κατά την τυχόν επαφή θα εναποτεθεί βολφράμιο στο μέταλλο βάσης, το οποίο είναι βλαβερή ουσία για τη ραφή συγκόλλησης.»

Σύνοψη: Το ηλεκτρόδιο δεν πρέπει να ακουμπήσει στο μέταλλο βάσης, γιατί η επαφή μολύνει το ηλεκτρόδιο με μόρια από το μέταλλο βάσης, με αποτέλεσμα να πέφτει η ποιότητα της ηλεκτροσυγκόλλησης. Επιπλέον, το άκρο του ηλεκτροδίου βρίσκεται σε ρευστή κατάσταση κατά τη συγκόλληση, οπότε σε τυχόν επαφή θα εναποτεθεί βολφράμιο μέσα στο μέταλλο βάσης — ουσία βλαβερή για τη ραφή συγκόλλησης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μολύνει το ηλεκτρόδιο + εναποθέτει βλαβερό βολφράμιο στη ραφή

Ειδικοί τροχοί για τρόχισμα ηλεκτροδίων TIG

Ερώτηση: Γιατί πρέπει να χρησιμοποιούμε ειδικούς τροχούς στο τρόχισμα των ηλεκτροδίων της TIG;

Απάντηση:

§9-16(α). «Δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιούνται τροχοί που έχουν τροχίσει οτιδήποτε άλλο εκτός από βολφράμιο, επειδή, αν μολυνθεί το βολφράμιο με ξένες ουσίες, πέφτει πολύ η ποιότητα της ηλεκτροσυγκόλλησης. Για τον ίδιο λόγο, οι τροχοί πρέπει να διατηρούνται σε κλειστό χώρο, απομονωμένοι από το περιβάλλον του συνεργείου... Ακόμη πιο σοβαρό είναι το πρόβλημα, όταν υπάρχει και θόριο, επειδή... αυτό το υλικό είναι ραδιενεργό.»

Σύνοψη: Χρειάζονται ειδικοί τροχοί αποκλειστικά για βολφράμιο, γιατί αν ο τροχός έχει χρησιμοποιηθεί για οτιδήποτε άλλο υλικό, το βολφράμιο μολύνεται με ξένες ουσίες και πέφτει πολύ η ποιότητα της ηλεκτροσυγκόλλησης. Για τον ίδιο λόγο οι τροχοί πρέπει να φυλάσσονται σε κλειστό, απομονωμένο χώρο, ώστε να μην επικάθονται σκόνες που θα μολύνουν τα ηλεκτρόδια κατά το τρόχισμα. Το πρόβλημα είναι ακόμη πιο σοβαρό όταν το ηλεκτρόδιο περιέχει θόριο, το οποίο είναι ραδιενεργό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αποφυγή μόλυνσης βολφραμίου (πέφτει ποιότητα) και προστασία από ραδιενεργό θόριο

Οι 4 βασικοί τύποι ηλεκτροδίων ανοξείδωτου χάλυβα

Ερώτηση: Ποιοι είναι οι 4 βασικοί τύποι ηλεκτροδίων ανοξείδωτου χάλυβα και πότε πρέπει να χρησιμοποιείται ο καθένας;

Απάντηση:

§9-17(β), Πίνακας 9-12. «ER308L: Το τυπικό υλικό συγκόλλησης ανοξείδωτων χαλύβων που περιέχουν Cr και Ni... ER309L: Για τη συγκόλληση των ανοξείδωτων χαλύβων που... περιέχουν και Μο. ER316L: Μπορεί με αυτό να συγκολληθεί απλός ανθρακούχος χάλυβας με ανοξείδωτους χάλυβες ή διαφορετικά είδη ανοξείδωτων χαλύβων μεταξύ τους. ER347: Για τη συγκόλληση των σταθεροποιημένων ανοξείδωτων χαλύβων.»

Σύνοψη: Οι 4 βασικοί τύποι είναι: το ER308L, το τυπικό υλικό για ανοξείδωτους χάλυβες που περιέχουν Cr και Ni (ακατάλληλο αν υπάρχει και Μο)· το ER309L, για ανοξείδωτους χάλυβες που εκτός από Cr, Ni περιέχουν και Μο· το ER316L, με το οποίο μπορεί να συγκολληθεί απλός ανθρακούχος χάλυβας με ανοξείδωτο, ή διαφορετικά ανοξείδωτα μεταξύ τους· και το ER347, για τη συγκόλληση των σταθεροποιημένων ανοξείδωτων χαλύβων (ίδια σύσταση με το ER308L, με επιπλέον προσθήκη Nb).

Κριτήρια αξιολόγησης:

ER308L (Cr/Ni)· ER309L (+Mo)· ER316L (ανόμοια/μεικτά ζεύγη χαλύβων)· ER347 (σταθεροποιημένοι, +Nb)

Επεξήγηση ονομασιών συρμάτων/ράβδων

Ερώτηση: Εξηγήστε τι σημαίνουν οι ονομασίες των υλικών: Τ462ΡΜ1Η5, G3Si1, ER70S-6, W3Si1, G199L, W199L, G462MG4Mo.

Απάντηση:

§9-4, §9-17, §9-18, §9-21. Βλ. τυποποιήσεις σωληνωτών (ΕΝ-758), συμπαγών (ISO-14341, ΕΝ-1668, ISO-12072) και AWS-A5.18.

Σύνοψη: Τ462ΡΜ1Η5 (ΕΝ-758, σωληνωτό σύρμα FCAW): 46=όριο ελαστικότητας 460 MPa, 2=δυσθραυστότητα 47J στους 0°C, P=πάστα ρουτιλίου ταχείας πήξης, M=απαιτεί αέριο Ar+20-25%CO2, 1=κατάλληλο για όλες τις θέσεις, H5=το πολύ 5 cm3 υδρογόνου ανά 100g εναποτιθέμενου μετάλλου (χαμηλού υδρογόνου). G3Si1 (ΙSO-14341/ΕΝ-440, σύρμα MIG/MAG): G=σύρμα, 3×0,5=1,5% Mn, Si1≈1% Si (χωρίς αριθμό αντοχής/αερίου δίνεται μόνο η χημική σύσταση). ER70S-6 (AWS-A5.18): ER=κατάλληλο ως σύρμα ή ράβδος, 70=αντοχή 70.000 psi (490 MPa), S=συμπαγές σύρμα, 6=χημική σύσταση/κατηγορία εναποτιθέμενου μετάλλου. W3Si1 (ΕΝ-1668, ράβδος TIG): W=ράβδος, ίδια χημική σύσταση με G3Si1 (χωρίς σύμβολο αερίου, αφού η TIG χρησιμοποιεί μόνο Ar). G199L / W199L (ISO-12072, ανοξείδωτα): G=σύρμα / W=ράβδος, 19=περίπου 19% Cr, 9=περίπου 9% Ni, L=χαμηλή περιεκτικότητα άνθρακα (low carbon, <0,04%). G462MG4Mo (σύρμα ελαφρά κραματικού χάλυβα): G=σύρμα, 46=460 MPa όριο ελαστικότητας, 2=δυσθραυστότητα 47J στους 0°C, M=αέριο Ar+20-25%CO2, G4Mo=χημική σύσταση με προσθήκη μολυβδαινίου (Μο) κατηγορίας 4.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αποκωδικοποίηση: αντοχή/δυσθραυστότητα-πάστα/αέριο-θέση-υδρογόνο (σωληνωτά) ή Mn/Si-Cr/Ni-L (συμπαγή/ανοξείδωτα)

Ωφέλεια της ρομποτικής στις ηλεκτροσυγκολλήσεις

Ερώτηση: Σε τι ωφελεί η ρομποτική στις ηλεκτροσυγκολλήσεις;

Απάντηση:

§9-23. «Ο αυτοματισμός εισήχθη στην τεχνική των ηλεκτροσυγκολλήσεων με σκοπό τη μείωση του κόστους, τη χρονική επιτάχυνση των εργασιών συγκόλλησης και την εξασφάλιση σταθερής ποιότητας καθώς και ωραίας εμφάνισης της ραφής... Η χρήση των ρομπότ στις ηλεκτροσυγκολλήσεις γίνεται σε εργασίες που εκτελούνται σε σειρά παραγωγή ή σε εργασίες που δεν είναι δυνατόν να εκτελεστούν από άνθρωπο, όπως, όταν υπάρχουν υψηλές θερμοκρασίες ή δημιουργούνται πολλοί σπινθήρες.»

Σύνοψη: Η ρομποτική στις ηλεκτροσυγκολλήσεις ωφελεί στη μείωση του κόστους, στην ταχύτερη εκτέλεση των εργασιών συγκόλλησης και στην εξασφάλιση σταθερής ποιότητας και ωραίας εμφάνισης της ραφής. Χρησιμοποιείται σε εργασίες σειράς παραγωγής ή σε εργασίες που δεν μπορούν να εκτελεστούν από άνθρωπο, όπως όταν υπάρχουν υψηλές θερμοκρασίες ή δημιουργούνται πολλοί σπινθήρες· τα ρομπότ διαθέτουν αισθητήρες που επιτρέπουν διορθωτικές κινήσεις για τη ρύθμιση των παραμέτρων ηλεκτροσυγκόλλησης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μείωση κόστους, ταχύτητα, σταθερή ποιότητα/εμφάνιση, εργασίες επικίνδυνες για άνθρωπο

Αέριο για σκουριασμένες λαμαρίνες

Ερώτηση: Πρόκειται να συγκολλήσετε σκουριασμένες λαμαρίνες που δεν καθαρίζονται εύκολα. Τι αέριο θα χρησιμοποιήσετε;

Απάντηση:

§9-1. «To CO2 προκαλεί βαθιά διείσδυση και επιτρέπει τη συγκόλληση σκουριασμένων επιφανειών. Θα πρέπει να σημειωθεί, επίσης, ότι έχει πολύ χαμηλό κόστος.»

Σύνοψη: Θα χρησιμοποιήσω CO2, γιατί είναι το μόνο προστατευτικό αέριο που προκαλεί αρκετά βαθιά διείσδυση ώστε να επιτρέπει τη συγκόλληση σκουριασμένων επιφανειών χωρίς πλήρη προκαταρκτικό καθαρισμό, ενώ έχει και το πλεονέκτημα του πολύ χαμηλού κόστους.

Κριτήρια αξιολόγησης:

CO2 — βαθιά διείσδυση, κολλά σκουριασμένες επιφάνειες, φθηνό

Αντικατάσταση αερίου Ar+25%CO2 σε επείγουσα εργασία

Ερώτηση: Σας ζητάνε να εκτελέσετε κατεπειγόντως συγκόλληση που απαιτεί Ar + 25% CO2, αλλά αυτό σας έχει τελειώσει και η προμήθεια νέας φιάλης θα αργήσει. Έχετε όμως φιάλες με Ar, Ar+50%He, CO2 και Ar+2%O2. Μπορείτε να αντιμετωπίσετε την κατάσταση;

Απάντηση:

§9-3. «Τα σύρματα που προβλέπεται να χρησιμοποιηθούν με Ar+20-25% CO2, συνήθως μπορούν να χρησιμοποιηθούν και με Ar+1-3% Ο2. Δεν μπορούν όμως να χρησιμοποιηθούν με CO2, ενώ πρέπει να αποφεύγεται το καθαρό Ar.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, μπορώ να αντιμετωπίσω προσωρινά την κατάσταση χρησιμοποιώντας το Ar+2%O2, γιατί σύμφωνα με τη θεωρία τα σύρματα που προβλέπεται να χρησιμοποιηθούν με Ar+20-25%CO2 μπορούν συνήθως να χρησιμοποιηθούν και με Ar+1-3%O2 (εδώ Ar+2%O2 βρίσκεται μέσα σε αυτό το εύρος). Δεν πρέπει όμως να χρησιμοποιήσω το καθαρό CO2 (τα σύρματα αυτά δεν μπορούν να δουλέψουν με καθαρό CO2) ούτε το καθαρό Ar (πρέπει πάντα να αποφεύγεται στους χάλυβες, αφού χρειάζονται ενεργό αέριο) ούτε το Ar+50%He (προορίζεται για άλλες εφαρμογές, όπως το αλουμίνιο ή η TIG σε χοντρά ελάσματα, όχι ως υποκατάστατο του Ar+CO2 στη MAG χαλύβων).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ναι, με Ar+2%O2 (εμπίπτει στο Ar+1-3%O2)· ΟΧΙ καθαρό CO2, καθαρό Ar ή Ar+He

Γιατί δεν συγκολλούνται ανοξείδωτοι με CO2 στη MAG

Ερώτηση: Γιατί με τη MAG οι ανοξείδωτοι χάλυβες δεν επιτρέπεται να συγκολλούνται με CO2;

Απάντηση:

§9-2. «Όταν όμως ο χάλυβας έχει μικρή περιεκτικότητα άνθρακα, δηλαδή π(C) < 0,12%, η αντίδραση συμβαίνει από τα δεξιά προς τα αριστερά και προκαλεί ενανθράκωση της ραφής, που είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη στους ανοξείδωτους χάλυβες, λόγω του σχηματισμού καρβιδίων του χρωμίου. Αυτά συγκεντρώνονται στα όρια των κόκκων και κάνουν τη ραφή εύθραυστη.»

Σύνοψη: Οι ανοξείδωτοι χάλυβες έχουν συνήθως πολύ χαμηλή περιεκτικότητα άνθρακα (π(C)<0,12%). Με CO2 ως προστατευτικό αέριο, η αντίδραση CO+C↔CO2 πηγαίνει προς τα αριστερά και προκαλεί ενανθράκωση της ραφής, με σχηματισμό καρβιδίων του χρωμίου που συγκεντρώνονται στα όρια των κόκκων και κάνουν τη ραφή εύθραυστη (και ευάλωτη σε διάβρωση) — γι' αυτό στη MAG τους ανοξείδωτους χάλυβες χρησιμοποιείται αντ' αυτού το Ar+1-3%O2.

Κριτήρια αξιολόγησης:

CO2 στους ανοξείδωτους (χαμηλό π(C)) προκαλεί ενανθράκωση/καρβίδια χρωμίου → εύθραυστη ραφή

Γιατί λίγες ποιότητες υλικών στην τυποποίηση MIG/MAG-TIG

Ερώτηση: Γιατί στην τυποποίηση των συρμάτων MIG/MAG και των ράβδων TIG δεν έχουμε πολλές διαφορετικές ποιότητες υλικών;

Απάντηση:

§9-4. «Στις ηλεκτροσυγκολλήσεις που γίνονται κάτω από προστατευτική ατμόσφαιρα αερίου δεν έχουμε πολλά είδη αναλωσίμων υλικών (σύρματα, ράβδους). Υπάρχει μόνο ένας σχετικά μικρός αριθμός διαφορετικών υλικών που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με τα διάφορα αέρια. Η κατάσταση παρουσιάζεται τελείως διαφορετική από αυτήν που συναντήσαμε στα επενδυμένα ηλεκτρόδια, όπου υπάρχει ένα πλήθος διαφορετικών ηλεκτροδίων που έχουν πυρήνα από το ίδιο υλικό και οι ιδιότητές τους μεταβάλλονται εξ αιτίας των πολλών ειδών πάστας που υπάρχουν.»

Σύνοψη: Στα σύρματα MIG/MAG και στις ράβδους TIG δεν υπάρχει πάστα/επένδυση όπως στα επενδυμένα ηλεκτρόδια της ΜΜΑ — η μόνη «μεταβλητή» που καθορίζει τις τελικές ιδιότητες της συγκόλλησης είναι η ίδια η χημική σύσταση του γυμνού σύρματος/ράβδου, σε συνδυασμό με το προστατευτικό αέριο που επιλέγεται. Επειδή λείπει το πλήθος διαφορετικών ειδών πάστας που δημιουργεί τη μεγάλη ποικιλία στα επενδυμένα ηλεκτρόδια (ίδιος πυρήνας, πολύ διαφορετικές ιδιότητες ανάλογα με την επένδυση), αρκεί ένας σχετικά μικρός αριθμός διαφορετικών ποιοτήτων σύρματος/ράβδου, σε συνδυασμό με τα λίγα διαθέσιμα αέρια, για να καλυφθούν όλες οι συνήθεις ανάγκες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Χωρίς πάστα/επένδυση, η μόνη μεταβλητή είναι σύρμα+αέριο → λιγότερες απαιτούμενες ποιότητες υλικού

Γιατί χρησιμοποιούμε μάσκα κεφαλής στη MIG/MAG

Ερώτηση: Γιατί στη MIG/MAG χρησιμοποιούμε μάσκα κεφαλής;

Απάντηση:

§9-7. «καταλαβαίνουμε πόσο πολύ σημαντικό στη MIG/MAG είναι να διατηρούμε σταθερή απόσταση μεταξύ τσιμπίδας και μετάλλου βάσης. Γι' αυτό στη MIG/MAG πρέπει να κρατάμε την τσιμπίδα σταθερά και με τα δυο χέρια, οπότε πρέπει να χρησιμοποιούμε μόνο κράνος κεφαλής. Οι απλές μάσκες της ΜΜΑ δεν είναι κατάλληλες για MIG/MAG.»

Σύνοψη: Στη MIG/MAG είναι πολύ σημαντικό να διατηρείται σταθερή η απόσταση μεταξύ τσιμπίδας και μετάλλου βάσης (αφού από αυτήν εξαρτάται η ένταση του ρεύματος και η ποιότητα του τόξου), γι' αυτό ο χειριστής πρέπει να κρατάει την τσιμπίδα σταθερά και με τα δύο χέρια. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεται μάσκα κεφαλής (κράνος) και όχι απλή χειροκρατούμενη μάσκα της ΜΜΑ, ώστε τα δύο χέρια να είναι ελεύθερα για τη σταθερή κίνηση της τσιμπίδας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Χρειάζονται και τα δύο χέρια για σταθερή τσιμπίδα → μάσκα κεφαλής, όχι χειροκρατούμενη

Επιλογή μεθόδου μεταφοράς και αερίου σε 4 περιπτώσεις

Ερώτηση: Ποια μέθοδο μεταφοράς της μάζας του σύρματος στο λουτρό συγκόλλησης και ποιο αέριο θα επιλέγατε στη MIG/MAG με ρεύμα DC+, αν είχατε να συγκολλήσετε: (α) λαμαρίνες ανθρακοχάλυβα πάχους 0,6 mm, (β) λαμαρίνες ανθρακοχάλυβα πάχους 10 mm, (γ) λαμαρίνες ανοξείδωτου χάλυβα πάχους 3 mm, (δ) λαμαρίνες ανοξείδωτου χάλυβα πάχους 0,8 mm;

Απάντηση:

§9-9(α)/(δ), §9-11, §9-12. «Πολύ καλές συγκολλήσεις με τη μέθοδο του βραχυκυκλωμένου τόξου γίνονται σε πάχη ελασμάτων μέχρι 3 mm... συγκολλήσεις σε πάχη άνω των 6 mm πρέπει να αποφεύγονται»· «Το πλέον κατάλληλο αέριο για καλή ποιότητα συγκολλήσεων είναι το Ar+25%CO2»· «Οι πλέον κατάλληλες μέθοδοι συγκόλλησης [ανοξείδωτων] είναι με ψεκασμό και με παλμορεύματα... στη συγκόλληση των ανοξείδωτων χαλύβων με βραχυκυκλωμένο τόξο απαιτείται το πολύ ακριβό αέριο με 80% He, 7,5% Ar και 2,5%CO2.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) (α) Λαμαρίνα ανθρακοχάλυβα 0,6 mm: μέθοδος βραχυκυκλωμένου τόξου (μόνη κατάλληλη για τόσο λεπτό έλασμα), με αέριο CO2 (οικονομικό, καλή διείσδυση) ή, για καλύτερη ποιότητα/λιγότερα πιτσιλίσματα, Ar+25%CO2. (β) Λαμαρίνα ανθρακοχάλυβα 10 mm: το βραχυκυκλωμένο τόξο πρέπει να αποφεύγεται πάνω από 6 mm, οπότε επιλέγεται μεταφορά με σταγόνες (οικονομικό αέριο CO2, μεγαλύτερη παραγωγικότητα) ή, για καλύτερη εμφάνιση, μεταφορά με ψεκασμό (αέριο Ar+1-3%O2, αφού ο ψεκασμός δεν γίνεται με CO2). (γ) Λαμαρίνα ανοξείδωτου χάλυβα 3 mm (όχι πολύ λεπτή): οι πλέον κατάλληλες μέθοδοι είναι ο ψεκασμός ή τα παλμορεύματα, με αέριο Ar+1-3%O2 (ή Ar+3%CO2 για μονό πάσο). (δ) Λαμαρίνα ανοξείδωτου χάλυβα 0,8 mm (πολύ λεπτή): εδώ απαιτείται μέθοδος βραχυκυκλωμένου τόξου, η οποία όμως στους ανοξείδωτους χρειάζεται το ακριβό ειδικό αέριο 80% He + 7,5% Ar + 2,5% CO2.

Κριτήρια αξιολόγησης:

0,6mm ανθρακ.: βραχυκυκλωμένο τόξο+CO2/Ar+CO2· 10mm ανθρακ.: σταγόνες(CO2)/ψεκασμός(Ar+O2)· 3mm ανοξ.: ψεκασμός/παλμορεύματα+Ar+O2· 0,8mm ανοξ.: βραχυκυκλωμένο τόξο+ακριβό He/Ar/CO2

Συνέπειες αλλαγής μόνο σύρματος σε αλουμίνιο χωρίς αλλαγή εξοπλισμού

Ερώτηση: Τι θα μπορούσε να συμβεί αν, θέλοντας να κολλήσουμε αλουμίνιο, αλλάζαμε απλώς το σύρμα χάλυβα στη μηχανή MIG/MAG και βάζαμε στη θέση του το σύρμα αλουμινίου;

Απάντηση:

§9-13. «το σύρμα ER4043 είναι πολύ μαλακό και μπερδεύεται εύκολα στο σύστημα προώθησης της μηχανής. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, υπάρχουν ειδικά σετ προώθησης του σύρματος αλουμινίου (με ειδικά ράουλα, σωλήνα από τεφλόν, μπεκ κτλ.)... Τα μπεκ για αλουμίνιο είναι διαφορετικά... επειδή το αλουμίνιο διαστέλλεται περισσότερο.» και «Το αέριο είναι αποκλειστικά το Αργόν.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν απλώς αλλάζαμε το σύρμα χωρίς να αλλάξουμε και τον υπόλοιπο εξοπλισμό, θα είχαμε σοβαρά προβλήματα: το μαλακό σύρμα αλουμινίου θα μπέρδευε εύκολα στο σύστημα προώθησης της μηχανής (σχεδιασμένο για σκληρότερο σύρμα χάλυβα, χωρίς τα ειδικά ράουλα/σωλήνα τεφλόν), το μπεκ του χάλυβα θα είχε μικρότερη οπή από την απαιτούμενη για το αλουμίνιο (που διαστέλλεται περισσότερο) προκαλώντας εμπλοκές, και το προστατευτικό αέριο (CO2 ή μείγμα με CO2, κατάλληλο για χάλυβα) θα ήταν εντελώς ακατάλληλο — το αλουμίνιο χρειάζεται αποκλειστικά καθαρό Αργόν. Το αποτέλεσμα θα ήταν κακή/διακοπτόμενη τροφοδοσία σύρματος, ασταθές τόξο, κακή ποιότητα ραφής και πιθανή αδυναμία ολοκλήρωσης της συγκόλλησης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Εμπλοκή μαλακού σύρματος στο σύστημα προώθησης, ακατάλληλο μπεκ, λάθος αέριο → κακή τροφοδοσία/ραφή

Ποιότητα σύρματος αλουμινίου σε φορητή μηχανή MIG

Ερώτηση: Έχετε στο συνεργείο σας μία μικρή φορητή μηχανή MIG, έτοιμη μόνο για συγκόλληση αλουμινίου. Ποια ποιότητα σύρματος αλουμινίου θα προτιμούσατε, αν (α) το σύρμα σας έπρεπε να είναι διαμέτρου 0,8 mm και (β) διαμέτρου 1 mm;

Απάντηση:

§9-13. «τα μικρά φορητά συστήματα μπορεί να είναι ανεπαρκή για τη συγκόλληση με ER5356, όταν η διάμετρος του σύρματος είναι μεγαλύτερη από 0,8 mm και το καταλληλότερο σύρμα γι' αυτά φαίνεται να είναι το ER4043 με διάμετρο 1 mm.»

Σύνοψη: (α) Για διάμετρο 0,8 mm προτιμότερο είναι το ER5356, αφού σε αυτή τη διάμετρο η μικρή φορητή μηχανή μπορεί ακόμη να το διαχειριστεί επαρκώς. (β) Για διάμετρο 1 mm, όπου το ER5356 απαιτεί μεγαλύτερη ένταση ρεύματος που ενδέχεται να είναι ανεπαρκής για μια μικρή φορητή μηχανή, προτιμότερο είναι το ER4043 (το καταλληλότερο σύρμα για μικρά φορητά συστήματα σε αυτή τη διάμετρο).

Κριτήρια αξιολόγησης:

0,8mm → ER5356· 1mm → ER4043 (μικρές φορητές μηχανές ανεπαρκείς για ER5356 >0,8mm)

Κίνδυνοι τροχίσματος ηλεκτροδίων TIG χωρίς ειδικό τροχό/μάσκα

Ερώτηση: Τι θα μπορούσατε να πάθετε, αν τροχίζατε τα ηλεκτρόδια της TIG, χωρίς τον ειδικό τροχό και χωρίς μάσκα προστασίας;

Απάντηση:

§9-16(α). «η σκόνη του [θορίου], από το τρόχισμα, δεν πρέπει να αναπνέεται»· «Σε περίπτωση όμως που δε χρησιμοποιούνται ειδικά τροχιστικά μηχανήματα, το τρόχισμα θα πρέπει να γίνεται φορώντας μάσκα.»

Σύνοψη: Χωρίς μάσκα προστασίας κατά το τρόχισμα θα κινδυνεύατε να αναπνεύσετε τη σκόνη βολφραμίου που παράγεται, η οποία στα ηλεκτρόδια με θόριο (π.χ. WT20) είναι ελαφρά ραδιενεργή — δηλαδή θα εκτίθεστε σε κίνδυνο για την υγεία σας από εισπνοή ραδιενεργής σκόνης. Επιπλέον, χωρίς ειδικό τροχό αποκλειστικά για βολφράμιο θα μολύνατε το ηλεκτρόδιο με ξένες ουσίες από άλλα υλικά που έχει τροχίσει ο ίδιος τροχός, με αποτέλεσμα να πέσει σημαντικά η ποιότητα των επόμενων ηλεκτροσυγκολλήσεων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κίνδυνος εισπνοής ραδιενεργής σκόνης θορίου + μόλυνση ηλεκτροδίου → χαμηλή ποιότητα συγκόλλησης

Τρόχισμα ηλεκτροδίου TIG για βαθιά διείσδυση

Ερώτηση: Όταν θέλετε στην TIG βαθιά διείσδυση, πώς θα τροχίζατε το ηλεκτρόδιο (αιχμηρό, πλατύ, κτλ.) και ποιες θα ήταν οι δυσκολίες που θα αντιμετωπίζατε με αυτή σας την επιλογή;

Απάντηση:

Πίνακας 9-11. «Διείσδυση: Αιχμηρό=Ρηχή, Πλατύ=Βαθιά· Μικρή γωνία=Ρηχή, Μεγάλη γωνία=Βαθιά»· «Έναυση: Πλατύ/Μεγάλη γωνία=Δύσκολη»· «Σταθερότητα του τόξου: Πλατύ/Μεγάλη γωνία=Μεγάλη».

Σύνοψη: Για βαθιά διείσδυση θα τρόχιζα το ηλεκτρόδιο πλατύ, με μεγάλη γωνία κώνου (περίπου 30-45°, όπως προτείνεται για ρεύματα άνω των 90 A), αφού σύμφωνα με τον πίνακα η βαθιά διείσδυση συνδέεται με πλατύ άκρο/μεγάλη γωνία. Οι δυσκολίες που θα αντιμετώπιζα είναι κυρίως στην έναυση του τόξου, η οποία γίνεται πιο δύσκολη με πλατύ άκρο (η αιχμή διευκολύνει μόνο το άναμμα)· ως αντιστάθμισμα όμως θα είχα μεγαλύτερη σταθερότητα τόξου και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του ηλεκτροδίου, κατάλληλα για μεγαλύτερες εντάσεις ρεύματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πλατύ άκρο/μεγάλη γωνία → βαθιά διείσδυση, αλλά δύσκολη έναυση (αντιστάθμισμα: σταθερότητα τόξου, διάρκεια ζωής)

Πολύ αιχμηρό τρόχισμα ηλεκτροδίου TIG — όφελος και επιπτώσεις

Ερώτηση: Το πολύ αιχμηρό τρόχισμα ενός ηλεκτροδίου TIG σε τι μπορεί να ωφελήσει και τι επιπτώσεις μπορεί να έχει;

Απάντηση:

§9-16(β). «Το άκρο του ηλεκτροδίου του όμως δε θα πρέπει να έχει πάντοτε αιχμή, επειδή το μόνο που αυτή προσφέρει είναι η ευκολία ανάματος του τόξου.» Πίνακας 9-11: Αιχμηρό/μικρή γωνία → Έναυση Εύκολη, Σταθερότητα τόξου Μικρή, Διείσδυση Ρηχή, Διάρκεια ζωής Μικρή, κατάλληλο για Μικρή ένταση, τόξο Πλατύ.

Σύνοψη: Το πολύ αιχμηρό τρόχισμα ωφελεί μόνο στην ευκολία ανάματος (έναυσης) του τόξου. Ως επιπτώσεις έχει: μικρότερη σταθερότητα του τόξου, ρηχή διείσδυση, μικρότερη διάρκεια ζωής του ηλεκτροδίου (φθείρεται γρηγορότερα, ιδίως σε υψηλά ρεύματα), είναι κατάλληλο μόνο για μικρές εντάσεις ρεύματος και δίνει πλατύτερη μορφή τόξου — άρα δεν πρέπει να επιδιώκεται πάντα αιχμηρό τρόχισμα, παρά μόνο όταν χρειάζεται εύκολη έναυση με χαμηλό ρεύμα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Όφελος: εύκολη έναυση. Επιπτώσεις: μικρή σταθερότητα/διάρκεια ζωής, ρηχή διείσδυση, μόνο μικρά ρεύματα

Πότε προτιμάται η FCAW από τη MIG/MAG

Ερώτηση: Πότε είναι σκόπιμο να προτιμούμε την FCAW από τη MIG/MAG;

Απάντηση:

§9-19, Πίνακας 9-16. «το πλεονέκτημα της FCAW είναι ότι με το κατάλληλο σύρμα δεν επηρεάζεται από τα ρεύματα αέρα και γι' αυτό είναι σε θέση, να εκτελέσει και υπαίθριες συγκολλήσεις, κάτι που για τη MIG/MAG είναι αδιανόητο. Ακόμη, δεν πρέπει να παραβλέψουμε τη δυσκολία με την οποία η MIG/MAG μπορεί να κολλήσει χοντρά ελάσματα με τη μέθοδο βραχυκυκλωμένου τόξου... λόγω του κινδύνου να μη γίνει καλή τήξη, ενώ η FCAW δεν αντιμετωπίζει τέτοιο πρόβλημα.»

Σύνοψη: Είναι σκόπιμο να προτιμούμε την FCAW από τη MIG/MAG όταν η εργασία γίνεται σε υπαίθριο χώρο (με κατάλληλο σύρμα, η FCAW δεν επηρεάζεται από τα ρεύματα αέρα, ενώ η MIG/MAG είναι αδιανόητο να χρησιμοποιηθεί εκεί) και όταν πρόκειται για συγκόλληση χοντρών ελασμάτων, όπου η MIG/MAG με βραχυκυκλωμένο τόξο κινδυνεύει να μην πετύχει καλή τήξη του μετάλλου βάσης, ενώ η FCAW δεν αντιμετωπίζει τέτοιο πρόβλημα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Υπαίθρια εργασία (αντοχή σε ρεύματα αέρα) και χοντρά ελάσματα (χωρίς κίνδυνο ημιτελούς τήξης)

Γιατί η ρομποτική χρησιμοποιεί κυρίως MIG/MAG

Ερώτηση: Γιατί στη ρομποτική χρησιμοποιείται κυρίως η μέθοδος MIG/MAG;

Απάντηση:

§9-23. «Τα συστήματα MIG/MAG (GMAW) είναι τα πλέον συνηθισμένα, αλλά υπάρχουν και συστήματα που βασίζονται στην TIG (GTAW)»· §9-4, Πίνακας 9-3: «Παραγωγικότητα: MIG/MAG=Άριστη... TIG=Μικρή.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στη ρομποτική χρησιμοποιείται κυρίως η MIG/MAG γιατί το σύρμα τροφοδοτείται συνεχώς από καρούλι, χωρίς να χρειάζεται διακοπή για αλλαγή αναλώσιμου (όπως θα συνέβαινε με ράβδους στην TIG ή με ηλεκτρόδια στη ΜΜΑ) — κάτι απαραίτητο για αδιάλειπτη, αυτοματοποιημένη λειτουργία. Επιπλέον, η MIG/MAG έχει πολύ μεγαλύτερη παραγωγικότητα από την TIG (η οποία, σύμφωνα με τον συγκριτικό πίνακα, έχει «Μικρή» παραγωγικότητα έναντι «Άριστης» της MIG/MAG), γεγονός καθοριστικό για τη σειριακή/βιομηχανική παραγωγή όπου εφαρμόζεται κυρίως η ρομποτική. Υπάρχουν βέβαια και ρομποτικά συστήματα TIG (GTAW) με τροφοδοσία σύρματος, αλλά είναι λιγότερο συνηθισμένα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Συνεχής τροφοδοσία σύρματος (χωρίς διακοπές) + πολύ μεγαλύτερη παραγωγικότητα από την TIG

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο