MIG in MAG POSTOPKA VARJENJA

SEMINARSKA NALOGA

KAZALO VSEBINE

1. UVOD
2. MIG/MAG postopek

MIG postopek

MAG postopek

Potek MIG/MAG postopka

Pulzna tehnika varjenja pri MAG

Oprema za MIG/MAG varjenje

Vir toka

Krmilna omarica

Zaščitni plin

4.3.1 Kemične reakcije v obloku

4.3.2 Kemične reakcije v talini

Varilna žica

4.4.1 Oblika varilne žice

4.4.2 Presek varilne žice

Masovna varilna žica

Strženska varilna žica

Podajalna naprava

Varilna pištola z držalom

Gibljive cevi

Varilni parametri

Razlika med zvarom CO₂ in zvarom Ar

Značilnosti MIG/MAG

Viri

1. UVOD

Varivost materialov

Varivost podaja sposobnost materialov za varjenje. O varivosti sklepamo na osnovi mehanskih in ostalih lastnosti, ki jih ima ter na osnovi obnašanja materialov med procesom varjenja. Lastnosti zvarov se preizkušajo podobno kot se preskuša osnovni material. Preskušajo se mehanske, kemične, fizikalne in tehnološke lastnosti po postopkih, ki so splošno znani in standardizirani. Pri zahtevnih konstrukcijah se opravijo še metalografski in preizkusi brez porušitve materialov. Pri tem ugotavljajo prisotnost nekovinskih vključkov in poroznost v zvaru ter spremembe strukture materiala v zvaru. Z defektoskopijo, preizkusi z ultra zvokom, rentgenskimi in gama žarki, ugotavljajo neprevarjenost in večje vključke plinov v zvarni coni.

Obnašanje osnovnega materiala med varjenjem je odvisno od

• postopka varjenja ( plamensko, uporovno, TIG, MIG, MAG, )

Varilni parametri (jakost in vrsta el. toka, polariteta, zaščitna atmosfera, ).

Vrsta dodajnega materiala ( sprejemljivost elektrod, sestava elektrod ).

lastnosti osnovnega materiala

Fizikalne : tališče, toplotna prevodnost , termično raztezanje, ).
Kemične : reaktivnost ,-vključki S in P , FeO.
Tehnološke: kaljivost.
Struktura: feritna, perlitna, avstenitna, martenzitna
Stanje materiala: hladno gneteno, normalizirano.

• geometrijske oblike varjencev

Debeli, tanki ali varjenci kompliciranih oblik.

Glede na varivost vse materiale razdelimo v štiri skupine:

1. Materiali z garantirano varivostjo. Lastnosti zvarov se bistveno ne razlikujejo od lastnosti osnovnega materiala.
2. Materiali z dobro varivostjo. Lastnosti zvarov niso bistveno slabši.
3. Pogojna dobra varivost. Imajo jo materiali pri varjenju pod določenimi pogoji. Taki pogoji so lahko predgrevanje na določeno temperaturo, posebni dodajni materiali, toplotna obdelava po varjenju in podobno.
4. Slaba varivost. V tem primeru so lastnosti materiala bistveno slabši ali celo nesprejemljivi.

2. MIG/MAG postopek

MIG in MAG postopek sta najbolj razširjena postopka varjenja v Evropi, ZDA in na Japonskem. Visoka produktivnost, omogočena s to metodo, in dejstvo, da ga je zelo enostavno avtomatizirati, sta faktorja, ki sta pripomogla k njegovi širši uporabnosti.

2.1 MIG postopek

Okrajšava MIG (M - metal, I - inert, G - gas) pomeni, da je elektroda neoplaščena, plin za zaščito pa je inertni - Argon.

MIG postopek je primeren za varjenje visokolegiranih jekel, nerjavnih jekel, aluminija in njegovih zlitin, ter bakra in njegovih zlitin.

2.2 MAG postopek

Okrajšava MAG (M - metal, A - activ, G - gas) pomeni, da je elektroda neoplaščena, plin za zaščito pa je aktivni plin CO₂ .

MAG postopek pa uporabljamo za varjenje konstrukcijskih jekel (jeklenih konstrukcij) in tanjših pločevin (primer: avtokleparstvo)

2.3 Potek MIG/MAG postopka

Pri obeh postopkih potrebno toploto za taljenje materiala dobimo z električnim oblokom, ki gori med varilno žico in varjencem. Namesto oplaščene elektrode uporabljamo golo pobakreno žico, navito na kolutu. Žica se med varjenjem tali kot material za dodajanje, zato jo s posebnim pogonom potiskamo v držalo elektrode. V držalo oziroma šobo dovajamo poleg žice tudi enosmerni električni tok in zaščitni plin. Prvi pol priključimo na varilno žico in drugega na varjenec. Žica med varjenjem štrli 10 do 15 milimetrov iz držala in mora biti iz istega materiala kot varjenec. Šoba skozi katero izteka zaščitni plin je keramična. Pri varjenju z večjimi tokovi (nad 160 A) je šoba iz bakra in je hlajena z vodo.

Pri novejših napravah pa je v pištoli mehanizem za vlečenje elektrode. V takem primeru je zatikanje elektrode manj pogosto, cev pa je daljša ( do 8 m).

Med varjenjem v zaščiti plin obliva varilno žico in zvar. Plin stabilizira oblok in preprečuje oksidacijo zvara (podobno kot plašč elektrode pri elektro-obločnem varjenju)

Potisni mehanizem podaja žico z enakomerno hitrostjo v držalo. Varilna žica je navita na kolutu, zato je varjenje hitro in brez prekinitev (ni treba menjavati elektrod). Kakovost zvara je boljša kot pri elektro-obločnem varjenju, predvsem pa ni nobenega dela z odstranjevanjem žlindre.

Delo je zelo preprosto in se ga hitro privadimo. V primerjavi z opremo za elektro-obločno varjenje je oprema nekoliko dražja (potrebujemo izvor električnega toka in jeklenko za plin), vendar se investicija zaradi naštetih prednosti kaj hitro povrne.

Varilni stroji za varjenje po postopku MIG – MAG so narejeni tako da lahko z enim strojem varimo po obeh postopkih. Zamenjamo jeklenko z zaščitnim plinom in je stvar opravljena.

Varjenje, pri katerem nastaja električni oblok, zahteva primerno zaščito varilca. Le-ta je enaka kot pri elektro-obločnem varjenju. Potrebujemo varilno masko s temnim steklom, rokavice in primerno delovno obleko in obutev. Prostor v katerem varimo mora biti dobro zračen zaradi škodljivih plinov med varjenjem, vendar ne sme biti prepiha. Prepih lahko odkloni iztok zaščitnega plina, zaradi tega tudi ta postopek ni primeren za delo na prostem.

Sl. 1 - Varilna šoba pri MIG/MAG varilni pištoli

3. Pulzna tehnika varjenja pri MAG

Pri MAG varjenju lahko varimo z malo ali celo brez obrizgov tudi na spodnjem nastavitvenem območju. Poleg tega se poviša sigurnost same prevaritve. Sodobni varilni izvori, prilagojeni različnim zaščitnim plinom, ponujajo prednastavljene programe z različnimi kombinacijami varilnih parametrov. Pri varjenju visokolegiranih jekel na splošno priporočamo pulzno varjenje.

4. Oprema za MIG/MAG varjenje

4.1 Vir toka

enosmerni tok, ki ga dobimo iz usmernika ali inverterja

imeti mora vodoravno ali rahlo padajočo statično karakteristiko

Sl. 2 – Vodoravna in padajoča karakteristika

viri toka s padajočo karakteristiko so za varjenje MIG/MAG prepočasni

4.2 Krmilna omarica

za nastavitev varilnih parametrov

4.3 Zaščitni plin

osnovna funkcija je, da ščitijo oblok in talino pred atmosfero

formira oblok in obliko zvara

inertni plin Ar (ne reagira s staljenim materialom)

aktivni plin CO₂ ( reagira s staljenim materialom)

jeklenka z Ar ali CO₂ in redukcijski ventil

4.3.1 Kemične reakcije v obloku

O₂ + 2Fe  => 2FeO

O₂ + 2Mn => 2MnO

O₂ + Si  => SiO₂ (žlindra)

4.3.2 Kemične reakcije v talini

2FeO  + Si => 2Fe + SiO₂ (žlindra)

2MnO + Si => 2Mn + SiO₂ (žlindra)

4.4 Varilna žica

je gola (nima obloka kot elektroda za ROV)

vsebuje 0.1% C in deluje kot vzmetno jeklo (lažje pomikanje po transportni cevi)

vsebuje tudi 1% Si in 1.5% Mn, da vežeta na O₂ in zaščitita oblok in talino pred oksidacijo

4.4.1 Oblika varilne žice

predvsem so okrogle, premer je od 0.6mm do 1.6 mm (lahko tudi do 2.4mm)

lahko so tudi ploščate (od 0.5 – 1 mm x 2 – 5 mm)

4.4.2 Presek varilne žice

glede na presek so lahko masivne ali strženske

4.4.2.1 Masivna varilna žica

masivna pomeni da je po celem preseku enake sestave

z njimi varimo večinoma visokolegirana jekla

4.4.2.2 Strženska varilna žica

v sredini žice je stržen, ki ima podobno funkcijo kot plašč oplaščene elektrode

stržen je iz mineralnih ali kovinskih elementov

naloga stržena je predvsem da stabilizira gorenje obloka

če ima stržen toliko mineralnih snovi, da se tvori zadosti plina, so to samozaščitne strženske žice in ne rabimo dodatne zunanje zaščite (če teh ni, rabimo dodatni zaščitni plin)

Sl. 3 – Primer strženske žice

Podajalna naprava

potiska elektrodo skozi gibljivo cev

Varilna pištola z držalom

na njej je krmilno stikalo

Gibljive cevi

za zaščitni plin

za elektrodo oz. žico

za vodnike za varilni in krmilni tok

za vodo za hlajenje

5. Varilni parametri

• varilni tok I = 100 do 400 A

gostota varilnega toka (i) 100 do 200 A/mm²

premer elektrode od 0,6 do 1,6 mm (2,4)

hitrost elektrode 0,8 do 12 m/min

hitrost varjenja 29 do 40 m/h

napetost varjenja od 14 - 36 V

6. Razlika med zvarom CO₂ in zvarom Ar

Sl. 4 - Zvar narejen s CO₂ je bistveno širši, pri argonu pa ožji in globlji.

Boljše oblike in lastnosti zvara se dosežejo pri uporabi naslednjih plinov:

za Al, Mg in njihove zlitine - čisti Ar

za nerjaveča jekla - Ar + 5 % O₂

za navadna jekla – mešanica Ar = 80 %, O₂ = 5 %, CO₂ = 15 %

7. Značilnosti MIG/MAG

8. Viri

www.messer.si (slika 1,3)

www.lindeplin.si

www.sts.si

www.strojnistvo.com

www.gradim.si

Tehnologija varjenja – Inoslav Rak

Krautov strojniški priročnik 2001 – Bojan Kraut