Kaynağın Özel Teknikleri

Bu makale üç özel kaynak tekniğine ışık tutuyor. Teknikler şunlardır: 1. MIAB (Manyetik Olarak Emilmiş Ark Alın) Kaynak 2. Kaynakla Boru Üretimi 3. Dar Boşluk Kaynağı.

Tekniği # 1. MIAB (Manyetik Pervaneli Ark Alın) Kaynak:

Borulu veya oyuk kesit parçalarının birlikte kaynaklanmasında kullanılan MIAB kaynağında, birleştirilecek boru yüzeyleri 1-2 mm'lik küçük bir boşlukla ayrılır ve bir kaynak yayı, boşluk boyunca yüksek frekanslı deşarj ile vurulur. Şekil 22.25'te gösterildiği gibi sabit bir akım güç kaynağı. Aynı zamanda, mafsallı manyetik bobin yardımı ile oluşturulan statik bir radyal manyetik alan, boşlukta üst üste biner ve bu, arkın, manyetik alanla etkileşimin bir sonucu olarak tüp uçları etrafında hareket etmesine neden olur.

Arkın dönme hızı, 150 m / sn veya daha fazla olan, tüp uçlarının çok hızlı ve düzgün bir şekilde ısınmasına neden olacak şekilde çok yüksektir. İstenilen ısıtmaya ulaşmak için gereken süre, ısıtılacak metalin kütlesine bağlı olarak ½ ila 2 saniyedir. C02 genellikle ark ve erimiş metali korumak için koruyucu gaz olarak kullanılır. Bir kez ısıtıldığında, tüp uçları yaklaşık 2200 N'ye kadar bir basınç altında birlikte dövülür. Kullanılan maksimum kaynak akımı normalde 1000 A'dır.

MIAB kaynağı tarafından üretilen katı faz kaynağı, üzücü etki nedeniyle elde edilen karakteristik bir parlamaya sahiptir. Kaynakların gücü ve kalitesi, sürtünme kaynağı ve hızlı alın kaynak işlemleriyle üretilen kaynaklarla olumlu şekilde karşılaştırılır. MIAB kaynaklarında alternatif direnç alın, flaş ve sürtünme kaynak işlemlerine göre öne sürülen önemli avantajlar, yüksek kaynak hızları, düşük enerji tüketimi, otomasyon kolaylığı ve dairesel olmayan borulara katılma yeteneğidir.

Boru yüzeylerinin hazırlanması kritik değildir, bu nedenle yerden kesilen testere ile kesilen yüzeyler MIAB kaynağı ile kaynak yapmaya uygundur. Bununla birlikte, büyük çaplı kaynaklar (100 mm'den fazla), arkın iyi dönmesini sağlamak için çevrenin her yerinde eşit akım bağlantısı gerektirir. MIAB kaynak ile üretim oranı sürtünme ve flaş alın kaynak işlemlerinin 8-10 katı olabilir.

MIAB kaynağında şu ana kadar düşük karbonlu, düşük alaşımlı ve paslanmaz çelik parçaların kaynağı için Avrupa otomotiv endüstrisi kullanıldı. İşlemin spesifik uygulamaları arasında pervane şaftlarının, tahrik şaftlarının, arka aks uçlarının, amortisörlerin (borunun ucuna kaynaklanmış kapak) birleştirilmesi ve gazla doldurulmuş payandalar bulunur. Halen MIAB kaynağı ile kaynaklanabilen boru çapları aralığı, duvar kalınlığı 0.7 ila 13 mm olan yaklaşık 10-300 mm'dir.

Proses ekipmanı hem atölye hem de saha imalatları için geliştirilmiştir.

Bu işlem katı çubuğun kaynağı için kullanılamaz ve kaynak hattında çok ince oksit tabakaları veya düzleştirilmiş kapamalara sahip olmak mümkün olduğundan, bağlantı kalitesi NDT tarafından garanti edilemez. Bununla birlikte, bu sınırlamalara rağmen, işlemin ev aletleri, iklimlendirme, soğutma ve mobilya imalatı gibi endüstrilerde yaygın bir şekilde kullanılması beklenmektedir.

Teknik # 2. Kaynakla Boru Üretimi:

Aşağıdaki üç direnç dikiş kaynağı çeşidi ile yüksek oranda boru ve boru üretimi gerçekleştirilir:

(i) Elektrik direnci alın dikiş kaynağı (ERW işlemi),

(ii) Yüksek frekans dirençli kaynak (HFRW) ve

(iii) Yüksek frekanslı indüksiyon kaynağı (HFIW).

(i) ERW Süreci:

Büyük miktarlarda çelik boru ve boru, sürekli kenarlı kesilmiş ve kaynak işleminden önce istenen çapta boruya sarılmış olan şeritten dirençli alın dikiş kaynağı ile üretilir. Eklem boyunca, yaklaşık 5 voltluk 4000A'ya kadar alternatif akım, bölünmüş silindir tipindeki elektrotlar tarafından verilir ve kuvvet, Şekil 22.26'da gösterildiği gibi basınç silindirleri tarafından uygulanır. Ağır akımı doğrudan hareketli elektrotlara vermek için, birincil tarafta kayma halkaları ile dönen bir transformatör kullanılır. Normal dikiş kaynağının aksine, akım ve iş hareketi bu işlemde süreklidir.

Maksimum üretim hızı kaynak akımı frekansı ile sınırlıdır, çünkü kaynak hızı arttıkça bireysel akım yarım döngüleri sonunda kaynak kaynağı yerine nokta kaynağına neden olmaktadır. Bu zorluğun üstesinden gelmek için akım frekansı genellikle 36 m / dak kaynak hızı elde etmek için 350 hertz'a yükseltilir.

Bu işlemle üretilen tüp, kaynak eklemi boyunca hem içinde hem de dışında, genellikle üretim hattına uygun kesiciler takılarak çıkarılan bir metal parçasına sahiptir. Tüp, boyunca hareket eden bir kesici kullanılarak istenen uzunluklarda kesilir ve verilen bir döngüde mevcut uzunluktaki istenen uzunluğu kesmek için senkronize edilir.

(ii) HFRW Süreci:

Bu işlemde tüp, ERW işleminde olduğu gibi silindirler tarafından oluşturulur, ancak 500 - 5000A aralığında ve 500 KHz'e kadar olan bir frekansta ve yaklaşık 100 voltluk bir voltajdaki akım, bakır alaşımlarından yapılan problar vasıtasıyla verilir. ve gümüş, ağır su soğutmalı bakır yuvalara lehimlenmiştir. Kontak ucu boyutları, taşınacak ampere bağlı olarak 15 - 650 mm2 arasındadır.

ERW'de ısı esas olarak arayüzey temas direnci tarafından üretilirken, akımın iletkenin sığ derinliğinde aktığı ve √1 / f ile orantılı olması nedeniyle cilt etkisiyle üretilir. Dövme basıncını sağlamak için basınç silindirleri, Şekil 22.27'de gösterildiği gibi akım problarından hattan kısa bir mesafede kurulur. Cildin etkisinden dolayı mevcut akış yolu, şerit boyunca, faying yüzeyleri tarafından oluşturulan Vee'nin tepesinden boyunca uzanır ve tüpü oluşturmak için kapandıkça 4-7 ° 'lik bir açıyla toplanır. Isıtılmış bölgenin derinliği genellikle 0, 8 mm'den azdır ve bu nedenle kaynak bağlantısı için en uygun koşulu verir.

ERW işleminde erime gerçekleşmez, bu nedenle kaynak, kaliteli kaynaklar için metal temasını sağlamak için oksit tabakasını kırmak için ısıtılmış metalin deformasyonunu içerir. Bununla birlikte, HFRW'de yüzeysel erime gerçekleşebilir ve bu şekilde üretilen erimiş metal, haddelenmiş dövme baskısı altında haddelenir ve oksitlenmiş malzemeden veya diğer yabancı maddelerden sıkılır. Bu işlem, bu işlemi, refrakter oksit tabakasının ısıtma nedeniyle çok hızlı bir şekilde oluştuğu demir dışı metallerin kaynaklanması için uygulanabilir kılar.

Yüksek voltaj ve yüksek frekans kullanımı, üzerinde ölçek olsa bile, sondalar ve tüp malzemesi arasında iyi bir temas elde edilmesine yardımcı olur. Su soğutmalı sondalar uzun ömürlüdür ve değiştirilmeden önce binlerce metre uzunluğa kaynak yapabilir. giymek için. Demir dışı metallerin HFRW'si için kullanılan temas probları, demir içeren metaller için kullanılan probların ömrünün üç katı olabilir. Bir prob seti ile 100.000 m demir dışı borunun kaynağı nadir değildir.

Çünkü kaynak hızı boru kalınlığına bağlıdır ve çapa bağlı değildir, bu nedenle ince cidarlı borunun HFRW'si için 150 m / dak'ya kadar yüksek kaynak hızına ulaşılabilir. 400 KHz güç kaynağında bir 160 KW güç ünitesi kullanılarak, çelik ve alüminyum borular ve borular, Tablo 22.6'da gösterilen duvar kalınlığına bağlı olarak yüksek üretim hızında yapılabilir.

Tüplerin ve boruların HF kaynağında, akım boruların iç yüzeyinde ve dış yüzeyde akar. Kaynak akımına paralel olarak akan bu ilave akım, güç kaybına neden olur. Bu güç kaybını en aza indirmek için, borunun içine ferforje gibi ferrit malzemeden yapılmış bir manyetik çekirdek veya emici yerleştirilir.

Su geçirici, istenmeyen iç akımı sınırlayan ve böylece dış akımı arttıran borunun iç yüzeyi etrafındaki kuş üzümü yolunun endüktif reaktansını arttırır. Bu, daha yüksek üretim oranlarına yol açar. Su geçirici, sıcaklığını düşük tutmak için genellikle su ile soğutulur, böylece manyetik özelliklerini kaybetmeyebilir. İnce cidarlı boruların oyulmasından kaçınmak için, iticiye, kaynak yapılan borunun içinde, Şekil 22.28'de gösterildiği gibi, destek makaraları sağlanabilir.

HFRW işlemi 12 ila 1270 mm arasında ve duvar kalınlığı 0, 25 ila 25 mm arasında değişen çaplarda boru ve tüp üretmek için kullanılır. Bu işlemle duvar kalınlığına bağlı olarak 5 ila 300 m / dakika hız aralığında herhangi bir metal kaynaklanabilir.

HFRW işlemi ayrıca spiral ve kanatlı tüpler ve borular üretmek için de kullanılabilir. Şekil 22.29, sarmal sargılardan spiral kaynaklı borular üretmek için tasarlanmış bir transfer hattını gösterir. Makaranın otomatik olarak açılması ve sarılması, uçların kırpılması, otomatik kaynak yapılması, kaynağın ısıl işlem görmesi ve borunun boyuna kesilmesi için bir hüküm vardır.

Şekil 22.30, boru üzerindeki spiral spiral yüzgeci düzenlemesini göstermektedir. Tüp ve fin malzemelerinin birbirine benzemeyen metal kombinasyonları HFRW tarafından kaynaklanabilir. Genellikle kaynaklı kombinasyonlar arasında paslanmaz çelik boru, yumuşak çelik kanat; cupronickel tüp ve bir alüminyum fin; hafif çelik boru ve hafif çelik fin.

Çaplar 15 mm ila 250 mm arasındadır. Tipik kanat yükseklikleri tüpün yarıçapına eşittir, kanat 6 mm kadar kalın olabilir ve kanat perdesi cm başına 1-2'den az olabilir. Çeşitli tırtıklı veya katlanmış kanatçık türleri de borulara kaynaklanabilir.

(iii) HFIW Süreci:

Boruların yüksek frekanslı indüksiyon kaynağı, iş malzemesinde üretilen ısının içine endüklenen akım olması dışında, yüksek frekans dirençli kaynağa benzer. İşle elektriksel bir temas olmadığından, bu işlem yalnızca tam bir akım yolu veya tamamen işin içinde kapalı bir döngü olduğunda kullanılabilir. Endüklenen akım sadece kaynak bölgesi boyunca değil, aynı zamanda işin diğer kısımlarından da akar.

Tüp kenarları ERW veya HFIW proseslerinde olduğu gibi bir araya getirilir. Su ile soğutulmuş bir endüksiyon bobini veya bakırdan yapılmış bir endüktör, boruyu Şekil 22.31'de gösterildiği gibi venin açık ucunda çevreler. Bobin içinden geçen yüksek frekans akımı borunun dış yüzeyi etrafında ve damarın kenarları boyunca dolaşımdaki bir akımı indükleyerek bunları kaynak sıcaklığına ısıtır. HFRW'deki gibi kaynak işlemini gerçekleştirmek için basınç uygulanır.

HFIW, 5 ila 300 m / dak arasında değişen bir kaynak hızında, 0.15 ila 10 mm arasında bir duvar kalınlığına sahip 12 ila 150 mm çap aralığında herhangi bir metalden yapılmış borular için uygundur.

HFIW, boru üretimi ile sınırlı değildir, ancak bir boruya kaynak kapağı için çevresel kaynaklar yapmak için kullanılabilir. İşlem avantajlı bir şekilde kaplanmış boru, küçük veya ince duvarlı boru için kullanılabilir; ve elektrik temas noktalarından yüzey işaretlenmesini ortadan kaldırır. Bununla birlikte, bu işlem, yüksek iletkenlikli metallerin veya refrakter oksitlerden olanların kaynağı için uygun değildir.

oksit imhası için etkili bir mekanizma yoktur. Genel olarak HFIW işlemi, özellikle büyük boyutlarda boru ve tüp kaynak yaparken HFRW işleminden daha az verimlidir.

Teknik # 3. Dar Boşluk Kaynak:

Dar aralıklı kaynak, ağır bölümlerin (> 30 mm) kare uçlu veya yakın paralel kenar kenar hazırlığı ile birleştirilmesi için kullanılan herhangi bir kaynak işlemine ve düşük hacimli kaynakla kaynak yapmak için yaklaşık 6.5 ila 9.5 mm'lik küçük bir aralığa uygulanan terimdir. metal. Genellikle GMAW işlemi, kaynakları yapmak için kullanılır, ancak SAW ve GTAW gibi diğer işlemler de başarıyla kullanılmıştır.

Dar aralıklı kaynağın temel amacı, düşük maliyetli, daha yüksek kaynak hızı, düşük bozulma ve gerilmeler elde etmek amacıyla kaynak metalini azaltmak ve tek taraflı kaynak tekniği kullanmaktır. Kaynak metalinin hacmi, Şekil 22.32'de gösterilen geleneksel ve dar aralıklı yöntemlerle 150 mm'lik kesitlerin SAW için kenar hazırlığının karşılaştırılmasından açıkça anlaşıldığı gibi geleneksel yöntemlerin% 20'si kadar düşük olabilir.

Dar aralık için kullanılan güç kaynağı GMAW işlemi, sabit hızlı tel besleyicili sabit voltaj tipindedir ancak kaynak başlığı ve nozullar dar aralıkta kalacak şekilde özel tasarımlara sahiptir. GMAW dar aralık süreci tam otomatik bir yöntemdir ve ailelerde kullanılabilir. Normal olarak, her biri yaklaşık 1 mm çapında iki elektrot teli, duvarların her birine doğru yönlendirilmiş bir tel ile aynı anda kullanılır. Her elektrot kendi sabit voltajlı dc güç kaynağını ve bir tel besleme sistemini gerektirir.

Kontak tüpleri aralarında sabit bir mesafeye sahip bir taşıyıcıya monte edilir. Bununla birlikte, tek tip kaynak birikintisini elde etmek için salınabilen bir elektrot teli ile dar aralık yöntemi kullanılabilir. Kullanılan koruyucu gaz, % 20 ila 25 C02 içeren bir Argon karışımıdır.

Kullanılan akım, 25 ila 26 voltta pozitif elektrotlu 1 mm çapında bir elektrot teli için yaklaşık 230 ila 250 A'dir.

Seyir hızı yaklaşık 1-1.25 m / dak olup, geçiş başına elektrot başına yaklaşık 300 ila 450 J / mm'lik bir ısı girişi ile sonuçlanır. Meme ucu çalışma mesafesi yaklaşık 13 mm'de sabit tutulur. Kaynak işlemini başlatmak için destek şeridi gereklidir. Bu daha sonra, kök akma işlemlerinden önce genellikle ark havası oyması ve taşlaması ile giderilmelidir. Bu sadece pahalı ve zaman alıcı değil, aynı zamanda kaynak kalitesini de düşürür. Kaynak yapılan işin her cm kalınlığı için yaklaşık 4 geçiş gerekir.

Yan duvar füzyonu eksikliğinin üstesinden gelmek için temas tüpleri, elektrot telini yan duvardaki uygun noktaya yönlendirecek şekilde düzenlenir, alternatif olarak, Şekil l'de gösterildiği gibi, elektrot teli üzerinde gerekli eğriliği, dalgalanmayı veya bükmeyi sağlamak için özel elektrot besleyicileri kullanılır. 22.33, kontak tüpüne gitmeden hemen önce. Kontak tüpleri normal olarak su duvarları ile soğutulur ve yan duvarlarla temastan kısa devreyi önlemek için yalıtılır.

Dar aralıklı kaynağın sınırlamaları nispeten kırılgan kaynak kafaları ve bu gibi dar kaynakların onarımı ile ilgili zorlukları içerir. Bu zorluklar şimdi 14 ila 20 mm boşluk içeren bir işlem kullanarak ve 3 elektrot teli kullanarak aşılıyor. SAW veya FCAW işlemi kullanıldığında kaynak aşağıdan kaynak pozisyonunda yapılır, ancak tüm pozisyon kaynaklarında GMAW işlemi yaklaşık 3, 2 mm çapında tek elektrotlu GMAW işlemi 400-450 A akım ayarında kullanılır. 37 volt. Kullanılan koruyucu gaz genellikle eşit oranlarda helyum, argon ve C02 karışımıdır.

Elde edilen hareket hızı yaklaşık 40 cm / dak. Kullanılan güç kaynağı doğru akım, sabit voltaj tipindedir, ancak elektrot negatif kutup kullanılır. Dar aralık kaynaklı metal transferi püskürtme modunda iken, daha geniş aralıklarla küreseldir. Bu yöntemde, temas tüpü aralığın içinde uzanmaz, bu nedenle elektrot telinin önemli ölçüde dirençli ısıtmasıyla uzun bir yapıştırma sağlar.

Her ikisi de dar aralıklı kaynak sürümlerinde karşılaşılan en büyük sorun, kaynak bağlantısının hazırlanmasıdır, böylece kaynaklanacak iki parça arasındaki boşluk tekdüzedir. Oysa boşluk geometrisinde izin verilen tolerans

Dar aralık kaynağı, karbon çelikleri, yüksek mukavemetli Q & T çelikleri, alüminyum ve titanyumları kaynaklamak için kullanılabilir. İşlemin spesifik uygulamaları arasında, reaktör basınçlı kapların, buhar alıcılarının ve ısı eşanjörlerinin, büyük çaplı tahrik millerinin, ağır duvarlı yüksek basınçlı su besleyicilerin, kalın duvarlı boruların ve 900 mm kalınlığa kadar bileşenlerde tam nüfuzlu kaynakların nükleer enerji mühendisliğinde kaynaklanması yer almaktadır.