Gazy techniczne w spawalnictwie

Drukuj
Ocena użytkowników:  / 1
Kategoria: Lutowanie twarde i miękkie
Utworzono: poniedziałek, 29, sierpień 2016

Charakterystyka gazów technicznych używanych w procesie spawania.

Cześć
Bieżący artykuł będzie dotyczył gazów technicznych stosowanych w spawalnictwie, do lutowania, w technice warsztatowej. Gazy te można podzielić na gazy osłonowe, atmosferyczne i gazy palne.

Do gazów palnych zaliczamy Acetylen, tlen, propan, butan, wodór.
Gazy te lub ich mieszanki w czasie spalania generują wysoką temperaturę stosowaną do topienia, cięcia i podgrzewania metali.

Acetylen.
Jest gazem wytwarzanym podczas reakcji karbidu z wodą. Acetylen podczas spalania daje najwyższą temperaturę spośród wszelkich gazów przemysłowych. Jest najbardziej wydajny, aczkolwiek jego wartość kaloryczną nie jest wysoka, to w obszarze środkowego płomienia emituje bardzo wysoką i skoncentrowaną temperaturę. Do całkowitego spalenia się potrzebuje nieznaczne ilości tlenu, dzięki temu płomień zawiera śladowe ilości wilgoci. Spalając się wytwarza płomień, który nie utlenia powierzchni spawanych czy powierzchni lutowanych. Ta cecha sprawia, że powierzchnie nie zawierają tlenków, doskonale nadaje się więc do grzania punktowego, lutowania twardego, spawania i cięcia. Ze powodu tego że acetylen jest lżejszy od powietrza, jest jedynym gazem palnym zalecanym do użytku w pod ziemią.
Gaz ten przechowywany jest w stalowych, bezszwowych butlach pod ciśnieniem 1,5MPa, wypełnionych masą porowatą i acetonem, w którym jest częściowo rozpuszczony.
Butle acetylenowe są malowane na kolor kasztanowy. Gaz do palnika podawany jest przez specjalnyreduktor acetylenowy, który obniża ciśnienie do wartości roboczej. Oprócz reduktorów stosuje się również bezpieczniki. Bezpiecznik do acetylenu ma zawór zwrotny, który uniemożliwia przepływ gazu w kierunku przeciwnym do normalnego. Oraz blokadę płomieniową, która schładza płomień i go wygasza. Bezpieczniki umieszcza się przeważnie na palniku i przy uchwycie.

Tlen, gaz bezwonny i bezbarwny.
Gaz nieodzowny w procesie spalania, wyróżnia się dużą reaktywnością i z tego powodu w procesach spawania czy lutowania powietrze jest wzbogacane o tlen. Dodatek tlenu podwyższa temperaturę spalania, poza tym sam proces następuje szybciej, płomień jest stabilny i czysty. Sprzedawany jest w butlach pomalowanych na niebiesko. Podawany jest przez reduktor tlenowy, który obniża i normuje jego ciśnienie. Ze względu na bezpieczeństwo używa się bezpieczniki tlenowe, zarówno przy reduktorze jak i przy palnikach.

Propan.
Otrzymywany jest w procesie przetwarzania gazu ziemnego. Jest gazem bezbarwnym łatwopalnym a czystość spalania propanu czyni go idealnym dla wielu zastosowań w przemyśle. W technice używa się go do lutowania miękkiego i twardego, podgrzewania, opalania. Wysoką wartość energetyczną otrzymuje się w połączeniu z tlenem. Propan jest stosunkowo tani i łatwo osiągalny, przez co ma szerokie zastosowanie w przemyśle warsztatowym.
Przechowywany jest w butlach o różnej objętości, jak również w kartuszach jednorazowych.

Wodór.
Bardzo szeroko wykorzystywany w różnych gałęziach przemysłu:
Zmieszany z tlenem spala się w temperaturze 2850 st i jako taka mieszanina jest wykorzystywany do cięcia stali pod wodą.
W formie płynnej stanowi paliwo do silników rakietowych.
Stosowany jako składnik mieszanek gazów osłonowych w spawaniu stali nierdzewnych, austenitycznych metodą TIG.

Oddzielną grupę gazów i ich mieszanin stanowią gazy osłonowe. Mają one spory wpływ na jakość i wydajność procesów spawalniczych. Przede wszystkim chronią łuk i spoinę przed wpływem gazów z atmosfery. Oprócz tego modyfikują ją i przez to mają korzystny wpływ na właściwości spoiny i otoczenia spoiny, takie jak wytrzymałość, odporność na korozję, minimalizację odprysków, wielkość i głębokość wtopu i na obciążenia dynamiczne. Na rynku istnieje wiele mieszanek, proces ich doboru, specjalizacja i przeznaczenia stają się coraz większe.

Dwutlenek węgla.
Wyjątkowe właściwości dwutlenku węgla, na przykład jego obojętność w reakcjach oraz duża rozpuszczalność w wodzie,sprawia że jest on używany w chyba wszystkich gałęziach przemysłu. Nie będę wymieniał wszystkich tylko te najciekawsze: w ogrodnictwie i akwarystyce w dokarmianiu roślin, w gaśnicach, w leczeniu kriogenicznym, uzdatnianiu wody pitnej, w przemyśle spożywczym do produkcji bąbelków:) w napojach i do zasilania markerów paintballowych.
W spawalnictwie sam dwutlenek węgla jest już coraz mniej stosowany. w technice MIG bardziej skuteczna jest jego mieszanka z argonem. Nie przynosi ona tak niechcianych odprysków i dymu, a spoiny mają o wiele lepsze właściwości mechaniczne. Stosowany jest w metodzie MIG do spawania stali konstrukcyjnych. Sprzedawany w butlach pod ciśnieniem o różnych objętościach. Butla z gazem co2 jest najczęściej koloru szarego z zielonym paskiem.

Argon jest bezbarwnym i bezzapachowym gazem, cięższym od powietrza. Najistotniejszą właściwością chemiczną argonu jest jego obojętność chemiczna. Dlatego jest niemal idealnym gazem osłonowym podczas spawania. Wykorzystywany w technice spawania łukowego TIG i MIG. Ponieważ jest gazem obojętnym to stosuje się go do spawania elementów szczególnie narażonych na utlenianie w wysokich temperaturach, takich jak aluminium, stal kwasoodporna, wysokostopowa. Butla z argonem jest malowana na szaro z zielonym paskiem.

Mieszanki argonu i dwutlenku węgla. Cieszący się popularnością Argomix to mieszanka osłonowa utleniająca do spawania metodą MAG stali konstrukcyjnych. Zapewnia redukcję odprysków, dobre parametry mechaniczne spawu i sprawne chłodzenie uchwytu. Przechowywany w butlach o podobnych parametrach co dwutlenek węgla. Również reduktory Co2 i MIX stosowane są zamiennie.

Hel.
Humorystyczny gaz, miałem ostatnio okazję łyknąć go na weselu i gadać cienkim głosem, to tak na marginesie.
Gaz ten jest używany w wielu dziedzinach przemysłu. W spawalnictwie używany jako mieszanka z argonem, tlenem, azotem i dwutlenkiem węgla. Mieszanki te w zależności od składu używa się jako gaz osłonowy do spawania metodą TIG lub MIG stali niestopowych i niskostopowych, stali wysokostopowych, aluminium oraz metali nieżelaznych. W porównaniu z argonem daje łuk o większej mocy i powoduje głębsze wtopienie, a spaw jest szerszy. Wadą Helu jest trudne zajarzenie łuku.

Azot zarówno w czystej postaci jak i w mieszankach stosowany do spawania TIG stali duplex i austenitycznych, które to stale mają podwyższoną zawartości azotu. W procesie spawania nie dochodzi do ubytku tego pierwiastka i zarówno spoina jak i grań zachowuje wysoką odporność na korozję i wysokie właściwości mechaniczne.

To tyle pozdrawiam

Lutowanie twarde i miękkie - poradnik

Drukuj
Ocena użytkowników:  / 3
Kategoria: Lutowanie twarde i miękkie
Utworzono: sobota, 09, maj 2015

W technologii łączenia metali mamy dwa rodzaje lutowania twarde i miękkie.
Lutowanie to inaczej sposób spajania metali z wykorzystaniem spoiwa, które ma niższą temperaturę topnienia, niż elementy łączone. Czyli nie są nadtapiane jak to ma miejsce podczas spawania.
Z lutowaniem miękkim mamy do czynienia wtedy kiedy spoiwo ma temperaturę topnienia niższą niż 400 stopni np.
Spoiwo cyno-ołowiowe LC60
Spoiwo cynowo-miedziowe Sn97Cu3

Szczegółowo opisałem je w poście Polska cyna do lutowania

W lutowaniu twardym stosujemy spoiwa o temperaturze topnienia powyżej 650 stopni np.:

Urządzeniami do lutowania są lutownice transformatorowe, lutownice oporowe, palniki gazowe na propan butan, palniki cyklonowe na propan butan, palniki propan + tlen, palniki acetylen + tlen.

Zanim przystąpimy do lutowania trzeba starannie oczyścić powierzchnię z tłuszczów, nalotów,Tlenków, siarczków, kleju itp.. Jest to przesłankakonieczna do powstania poprawnego łączenia.
Elementy czyścimy najpierw:
Mechaniczne, używając noża, włókniny szlifierskiej lub papieru ściernego.
Chemicznie używając do odtłuszczenia denaturatu lub rbenzyny ekstrakcyjnej.
Chemicznie używając do usunięcia siarczków i tlenkow oraz aktywowania powierzchni kwasu lutowniczego, kalafoni i topników.
Lutowanie miękkie polega na łączeniu metali za pomocą łatwo topliwego lutu cynowego. Cyna do lutowania ma przeważnie kształt pałeczek lub pręcików. Występują wraz z topnikiem lub bez. Topnik jest niezbędny do prawidłowego połączenia, zabezpiecza powierzchnie przed powstawaniem tlenków i powoduje, że spoiwo bez trudu zwilża powierzchnię. Należy dbać, aby nie nagrzewać zbytnio lutowanych powierzchni, zwłaszcza przy lutowaniu palnikiem płomieniowym.
Tego typu połączenia są {w niewielkim stopniu odporne mechanicznie, ale świetnie przewodzą prąd i dają gwarancję szczelności. Znajdują zastosowanie w elektryce i elektronice, w instalacjach wodnych i CO.
Jak w praktyce wygląda lutowanie miękkie np. przewodów elektrycznych:

  • Z przewodów usuwamy izolację.
  • Jeżeli są to cienkie przewody to stosujemy jako topnik kalafonię, bo pasta lutownicza zawiera w swoim składzie kwas i może po pewnym czasie sprawić przerwanie styku.
  • Grzejemy grot i nakładamy cynę tak, aby powstała kropelka i przerywamy nagrzewanie.
  • Zanurzamy jeszcze ciepły grot z cyną w kalafonii.
  • Przewody do lutowania zwijamy i pobielamy (połączenia elektryczne), dotykamy do skręconego przewodu grot i włączamy lutownicę.
  • Temperatura sprawi, że nadwyżka topnika spłynie na przewód i odtłuści go i usunie tlenki, chwile po tym roztopiona cyna spłynie na przewód i pokryje go w całości.
  • Jak tylko cyna spłynie na przewód należy natychmiast przerwać nagrzewanie i odsunąć grot od przewodu. Unikniemy w ten sposób przegrzania topnika i utlenienia cyny.
  • Pobielone przewody stykamy jeden z drugim, na grot nabieramy odrobinę cyny z topnikiem (patrz wyżej).
  • Grzejemy połączone przewody, jak tylko cyna na przewodach się roztopi i połączy natychmiast przerywamy nagrzewanie. Uwaga pamiętajmy, że przez parę sekund cyna jest nadal ciekła i tak długo jak nie wystygnie nie można poruszać przewodami.
  • W przypadku lutowania nadzwyczaj cienkich przewodów nie stosujemy pobielania. Całą procedurę robimy w jednym podejściu. W pierwszej kolejności skręcamy przewody następnie lutujemy.
  • Po skończonym lutowaniu można usunąć topnik denaturatem, przede wszystkim, jeżeli korzystamy z pasty lutowniczej.

Lutowanie twarde na przykładzie pękniętej rurki mosiężnej, lut srebrny otulonym.


Lutowanie powinno się przeprowadzać w odpowiednio wentylowanych pomieszczeniach. Pomieszczenie nie powinno być za mocno oświetlone, nie widać wtedy koloru nagrzanego metalu.
Do lutowania twardego używamy palników propan butan, propan-butan + tlen i acetylen + tlen, ogniwa indukcyjne. Wszystko zależy od wielkości lutowanych przedmiotów i użytego lutu. W opisywanym przykładzie mamy długą rurkę mosiężną o średnicy 22mm i grubość ścianki około 1mm . Do takiej pracy wystarczy palnik cyklonowy na propan butan techniczny. Dysza 19mm dająca około 3,5kW.
Lutowanie twarde - przykład:

  • Części lutowane oczyścić mechanicznie i chemicznie.
  • Łączone fragmenty kładziemy na płycie szamotowej, która w minimalnym stopniu zabiera ciepło a przy lutowaniu seryjnym kumuluje je i co więcej ogrzewa otoczenie.
  • Dokładnie dopasowujemy łączone powierzchnie.
  • Szykujemy lut, nie powinien być za gruby, w naszym przykładzie może mieć średnicę 1,5mm - 2mm.
  • Grzejemy palnikiem elementy do temperatury topnienia topnika.
  • Zwilżamy topnikiem elementy lutowane. Kolor metali zmienia się po zwilżeniu topnikiem.
  • Kontynuować grzanie do temperatury roboczej. Zależnie od rodzaju lutu może to być 650-950 stopni.
  • Temperaturę pokazuje kolor metalu.
  • Po osiągnięciu temperatury roboczej dotykamy lut twardy na styku łączenia i czekamy aż się stopi i przeniknie kapilarnie między łączone elementy.
  • W tym momencie przerywamy nagrzewanie.
  • Resztki topnika zmywamy ciepłą wodą.
  • Jeżeli stosujemy lut mosiężny LM-60 do lutowania stali to oprócz topnika na drucie można nasypać w miejsce lutowania boraksu.
  • Jeżeli stosujemy lut fosforowy do łączenia miedzi to nie potrzeba topnika (ja jednak zawsze stosuję)
  • Dalej to praktyka i jeszcze raz praktyka. A jakie były moje początki z lutowaniem się pochwalę jak polutowałem pękniętą nagrzewnicę:)

Pozdrawiam

Polska cyna do lutowania

Drukuj
Ocena użytkowników:  / 2
Kategoria: Lutowanie twarde i miękkie
Utworzono: czwartek, 16, październik 2014

     Firma Cynel działa na polskim rynku od ponad 25 lat. Produkuje wysokiej, jakości stopy lutownicze i pasty lutownicze.
Stosuje w tym celu najczystsze dostępne surowce oraz wyjątkową na skalę światową procedurę wysokociśnieniowej obróbki stopów metali. Na uwagę zasługuje fakt, że technika ta została zaprojektowana w Polsce - w Polskiej Akademii Nauk - i jest z powodzeniem handlowo wykorzystywana przez polskie przedsiębiorstwo. Jest to wzorcowy przykład współpracy nauki i biznesu.
Jakość spoiw lutowniczych wielokrotnie została doceniona i nagrodzona przez klientów.
Najbardziej popularne i znane spoiwa lutownicze to:
     Spoiwo lutownicze S-Sn97Cu3 - popularnie zwana - Bardziej szczegółowy opis całego procesu lutowania opisałem w poście lutowanie twarde i miękkie poraa praktyczna jak lutować.

 - jest stopem wyprodukowanym w pierwszym wytopie cyny i miedzi zgodnie z PN EN 29453-24. Przeznaczony do lutowania w wyższych temperaturach, oraz przy lutowaniu płomieniowym instalacji miedzianych, oraz w tyglach lutowniczych.
Spoiwo lutownicze S-Sn99Cu1 to stop wyprodukowany w pierwszym wytopie cyny i miedzi zgodnie z PN EN 29453-24. Popularny lut miękki, przeznaczony, jako nisko kosztowy zamiennik dla spoiw cynowo ołowiowych.
Spoiwo lutownicze S-Sn60Pb40 wyprodukowane w pierwszym wytopie cyny i ołowiu zgodnie z normą PN EN 29453:2000, w ciągłym procesie odlewania bez dostępu powietrza, następnie wyciskany, co zapewnia eliminację występowania tlenków.
Spoiwo lutownicze S-Sn60Pb40 ma zastosowanie głównie w technice elektroinstalacyjnej, do wytwarzania typowych urządzeń i elementów elektronicznych, elektrotechnice oraz do lutowania elementów z pokryciami cynowymi, cynowo-ołowiowymi, kadmowymi, cynkowymi i srebrnymi.

cyna do lutowania

 

     W ofercie firmy Cynel znajduje się także okazała i zróżnicowana gama topników wspierających procesy lutowania w różnych środowiskach technologicznych. Należą:Pasta Cynel-1 jest wytwarzana na bazie kalafonii z aktywatorami organicznymi. Zawiera aktywny topnik 1.1.2.C wg PN EN 29454. Doskonale nadaje się do lutowania powierzchni cynowanych, miedzianych, mosiężnych, niklowanych, pobielania końcówek przewodów itp. W uzasadnionych przypadkach pozostałości pasty można usunąć terpentyną.

     Topnik lutowniczy Cynel-Cu ma postać żelu, zawiera mieszaninę soli organicznych (wg PN EN 29454 oznaczenie 3.1.1).
Zastosowanie Topnika Cynel Cu. Topnik używany przy lutowaniu miedzianych instalacji hydraulicznych. Zadaniem jego jest utrzymać beztlenowo powierzchnię rury miedzianej i kształtki podczas ogrzewania do temperatury roboczej, aby zapewnić w ten sposób zwilżenie rury stopem lutowniczym. Topnik Cynel-Cu jest rozpuszczalny w wodzie, co upraszcza ścieranie resztek topnika po lutowaniu.
Sposób użycia Topnika Cynel CU
Nawierzchnie rur i kształtek oczyścić do czystego metalu niemetalicznym czyścikiem.
Po oczyszczeniu usunąć powstały pył.
Na oczyszczoną końcówkę rury nanosić małą warstwę topnika Cynel-Cu tak, aby pokrył całą przeznaczoną do lutowania nawierzchnię.
Koniec rury wsadzić w kształtkę aż do oporu.
Rurę i kształtkę podgrzać równomiernie aż do uzyskania temperatury roboczej na całej żądanej powierzchni. Płomień palnika trzymać skośnie do rury w kierunku kształtki.
Pozostałości topnika przemyć wodą a wnętrze instalacji przed użyciem podobnie przepłukać wodą.

Blog i poradnik w jednym, duzo przydatnych informacji/a>