SAW'de Proses Değişkenleri
Tozaltı ark kaynağındaki (SAW) önemli proses değişkenleri kaynak akımı, ark voltajı ve kaynak hızını içerir.
Bununla birlikte, kaynak boncuk geometrisi, elektrot-çalışma açısı, iş parçasının eğimi (yokuş yukarı veya yokuş aşağı), eklem kenarı hazırlığı, elektrot çıkışı, akım ve polarite, elektrot çapı ve akının türü ve tane büyüklüğü. Bu işlem değişkenlerinin etkileri, kaynak boncuk geometrisi üzerindeki etkileri ile belirlenir.
SAW'daki yüksek ısı girişi nedeniyle, kaynak havuzunda, yani, ark ile eritilmiş ana metal arasındaki erimiş metal tabakası önemli ölçüdedir ve bu tabaka düşük ısı iletkenliğine sahip olduğundan, penetrasyon derinliği üzerine etkisi. Böylece, bu erimiş metal katmanın derinliğinde bir artışa penetrasyon derinliğinde bir artış eşlik eder.
Kaynak akımındaki artışla arkın uyguladığı basınç artar, erimiş metali arkın altından dışarı çeker ve penetrasyon derinliğinin artmasına neden olur. Kaynağın genişliği neredeyse hiç etkilenmeden kalır. Artan kaynak akımına tel besleme oranındaki artış eşlik ettiğinden, Şekil 8.5'te gösterildiği gibi daha büyük kaynak takviyesine neden olur. Akım yoğunluğundaki değişiklik, kaynak geometrisi üzerindeki etkinin, akım büyüklüğündeki değişiklikle hemen hemen aynı etkiye sahiptir. DCEP ile kaynak, DCEN'den daha derin penetrasyon sağlar.
Kaynak akımı I w tarafından verilir:
G = p / k
p penetrasyon derinliği ve k ise akım türüne, elektrot polaritesine, tel çapına ve kullanılan akı tipine bağlı orantılılık faktörüdür. Değeri, fileto ve alın bağlantıları için 1, 25 ile 1, 75 arasında değişmekte olup, SAW ile yüzey elde etmek için 1, 0 ile 1, 15 arasında değişmektedir.
Belirli bir kaynak akımı için, tel çapının düşmesi akım yoğunluğunun artmasına neden olur. Bu, daha derin penetrasyonlu ancak biraz azaltılmış genişlikte bir kaynakla sonuçlanır. Tozaltı ark kaynağı işleminde genellikle 2 ila 5 mm çapında teller kullanılır, bu nedenle düşük akımlarda daha derin nüfuz etmek için 2 ila 3 mm çapında bir tel en uygunudur.
Ark gerilimi, ark uzunluğuyla doğru orantılı olarak değişir. Ark uzunluğundaki artışla ark voltajı artar ve böylece metal ve akı eritmek için daha fazla ısı kullanılabilir. Bununla birlikte, yay uzunluğunun artması, ark kolonunun daha fazla yayılması anlamına gelir; bu, kaynak genişliği ve donatı hacminde artışa neden olurken, nüfuz etme derinliği, Şekil 8.6'da gösterildiği gibi azalır. Ark voltajı kaynak akımına ve tel çapına göre değişir ve SAW'de genellikle 30 ila 50 volt arasında değişir.
Kaynak hızındaki artış ile kaynağın genişliği azalır. Bununla birlikte, hızdaki artış küçükse, nüfuz etme derinliği artar, çünkü erimiş metal tabakası azalır, bu da plakanın tabanına doğru daha yüksek ısı iletimi sağlar.
Kaynak hızındaki 40 m / saatin üzerindeki artışlarla, kaynağın birim uzunluğu başına ısı girişi önemli ölçüde azalır ve böylece Şekil 8.7'de gösterildiği gibi penetrasyon derinliği azalır. 80 m / saatin üzerindeki hızlarda, füzyon eksikliği ortaya çıkabilir. Deneysel olarak, ilk yaklaşım olarak, iyi şekillendirilmiş bir kaynak için kaynak hızının S aşağıdaki ilişkiye dayanması gerektiği belirlenmiştir.
S = 2500/1 a / a
burada, amper cinsinden kaynak akımıdır.
Elektrot, iş parçasına dik tutulabilir, kaynak havuzuna göre ileri veya geri eğilebilir. Ark akımı, elektrotun ekseni boyunca kendisini hizalamaya meyilli olduğu için, kaynak havuzu şekli her durumda farklıdır ve bu nedenle kaynak boncukunun şeklidir.
Önceden kaynaklanmış olarak bilinen, önceden biriktirilmiş boncuklara doğru geriye doğru eğilen elektrotlu kaynakta, erimiş metal yay altında akar, kaynak derinliği ve takviye yayı azalır, kaynak genişliği artar.
Elektrot ile ileri doğru, yani geriye doğru kaynak olarak bilinen kaynaklanacak dikişe doğru kaynak yapıldığında, ark basıncı erimiş metali arkın altından alır, kaynak derinliği ve takviye yüksekliği artar azalır. Dik konumda elektrot, yukarıdaki iki durumda elde edilenler arasında boncuk geometrisi ile sonuçlanır. Bu etkiler, Şekil 8.8'de gösterilmiştir.
Şekil 8.8. Elektrot-Çalışma Açısının Kaynak Boncuk Geometrisine Etkisi
İş, kendini yokuş aşağı, düz ya da yokuş yukarı kaynak konumunda sunacak şekilde yerleştirilmiş olabilir. İşin bu konumları, elektrot-iş açısı ile benzer etkilere sahiptir. Yokuş aşağı kaynağında, erimiş metal arkın altından akar, nüfuz etme derinliği azalır ve kaynak genişliği artarken, tersine, Şekil 8.9'da gösterildiği gibi, yokuş yukarı kaynak pozisyonunda durum tersidir. İşin eğimi 6 ° - 8 ° 'yi geçmemelidir, aksi halde kaynak şekli etkilenebilir ve füzyon eksikliği oluşabilir.
Akım toplayıcı ucu ile elektrot yapışması olarak adlandırılan ark kökü arasındaki mesafe, kaynak boncuk geometrisi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Normalde, temas ucu ile iş arasındaki mesafe 25 - 40 mm'dir. Yapışma bu aralığın ötesine çıkarılırsa, joule etkisi nedeniyle elektrotun ön ısıtılmasıyla sonuçlanır ve bu, Şekil 8.10'da gösterildiği gibi biriktirme oranını büyük ölçüde arttırır. Ayrıca, amper başına kg / dak elektrot emilimindeki artış sonucunda elektrotun erime oranındaki artış, elektrot akım yoğunluğunun ve yapışmanın ürünüyle orantılıdır.
Kg / dak cinsinden toplam erime hızı (MR), aşağıdaki ilişki ile verilmektedir:
Şekil 8.10 Elektrot yapışmasının çökelme oranına etkisi
d ve L sırasıyla elektrotun çapı ve yapışkanıdır, mm cinsinden. Yapışmadaki artış ile penetrasyon derinliği azalır. Daha derin penetrasyon gerektiren yerlerde bu faktör dikkate alınmalıdır.
Akı tabakasının derinliği çok ince ise, çok fazla ark parlaması veya akı boyunca ark oluşması olabilir. Bu, operatörün gözlerine zarar vermenin bir parçası
Kaynakta gözenekliliğe neden olabilir. Akı katmanı çok kalınsa, kaynak kordonu dar ve kırışmış olabilir. Çok ince taneli akının aşırı yüzdesi, kaynak metalinde üretilen gazlar kaçamayacağından yüzey oymasına neden olabilir. Bu oyukların boncuk yüzeyindeki kısımlarına bazen 'takoz işaretleri' denir.
