Tozaltı Kaynak (SAW): Ekipman ve Uygulamalar

Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Tozaltı Ark Kaynağına Giriş (SAW) 2. SAW Ekipman ve Malzemeleri 3. Elektrik Devresi ve Kurulumu 4. Eklem ve Kenar Hazırlama Tipleri 5. Hazırlık 6. Uygulamalar.

Tozaltı Ark Kaynağına Giriş (SAW):

Kaynağın, gemiler, köprüler ve basınçlı kaplar gibi büyük boyutlu yapılar için bir imalat işlemi olarak kabul edilmesiyle, bunu yüksek bir biriktirme oranı yöntemi haline getirme ihtiyacı artmıştır. O sırada kullanılan ana kaynak işlemi, demir tozu tipi hariç, neredeyse mevcut tüm elektrot türleriyle korunan metal ark kaynağıydı. Daha ağır akımlara sahip uzun ve kalın elektrotlar kullanılmaya çalışılmış, ancak kaynak havuzu büyüklüğü etkili manipülasyon için çok büyük yapılmıştır.

Çaptaki azalma, joule etkisi nedeniyle artan ısınmaya neden oldu. Uzun ve kalın elektrotlar ile başarısızlığa uğramak, normal boyuttaki çubuk elektrotlar dergisi kullanarak işlemi birbiri ardına mekanik olarak beslemek için mekanikleştirme çabaları yapılmıştır. Bununla birlikte, sistem elektrot manipülasyon eksikliği ve eklemin içine her yeni bir elektrot beslendiğinde ark başlatma zorluğu nedeniyle imalatçılarla bir iyilik bulamadı.

Kıvrımlı elektrot telinin gevşek, akılı kullanıldığı son girişimler, kaynak metali kaplamak için kaynak havuzunun önüne dökülmüş, 1930'larda hem SSCB hem de ABD'de neredeyse aynı anda batık ark kaynağının başarılı bir şekilde gelişmesine yol açmıştır. O zamandan beri hem otomatik hem de yarı otomatik versiyonlarda bu süreç sanayide geniş kullanım alanı bulmuştur. Tozaltı ark kaynağı (SAW), bazen 'alt ark' kaynağı olarak da adlandırılır.

SAW için Ekipman ve Malzemeler:

SAW ekipmanı, işlemin otomatik tipte mi yoksa yarı otomatik tipte mi olduğuna bağlıdır. Otomatik SAW için bir kaynak güç kaynağı, bir tel besleyici ve bir kontrol sistemi, bir otomatik kaynak kafası, akı besleme mekanizmalı bir akış haznesi, bir akı geri kazanım sistemi ve genellikle hareketli bir taşıyıcı ve raylardan oluşan bir hareket mekanizmasından oluşur .

Kaynak işleminin tamamlanması 10 dakikadan uzun sürdüğü için, otomatik SAW işlemi için bir güç kaynağı% 100 görev döngüsü için derecelendirilmelidir. Hem AC hem de DC güç kaynakları kullanılır ve bunlar sabit akım (CC) veya sabit voltaj (CV) tipinde olabilir. Tek yay için, CV'li DC güç kaynağı neredeyse hiç kullanılmaz bir şekilde kullanılırken, AC güç kaynakları en çok elektrotlu SAW için kullanılır.

Genel olarak kaynak redresörleri, 50A ila 2000A arası bir akım aralığını elde etmek için güç kaynakları olarak kullanılır, ancak çoğu zaman SAW, 200 ila 1200 amperlik bir akım aralığında yapılır.

Otomatik SAW için kaynak tabancası tel besleme motoruna bağlanır ve tel elektrotla elektriksel teması sağlamak için akım toplama ipuçlarını içerir. Akı haznesi kaynak kafasına takılıdır ve kontrol sistemi tarafından açılıp kapatılabilmesi için valflerle manyetik olarak çalıştırılabilir.

Yarı otomatik SAW için ekipman, düşük güç değerine sahip bir güç kaynağına sahip olması ve otomatik kaynak kafasının bir kaynak tabancası ve buna bağlı olarak akı haznesiyle bağlı kablo tertibatı ile taşınması ve hiçbir taşıyıcı kullanmaması nedeniyle otomatik SAW için kullanılandan farklıdır. veya raylar.

Yarı otomatik kaynak için güç kaynağı dc tipindedir ve% 100'den daha düşük görev döngüsüne sahip olabilir. Hazne tabancasında, kaynağı başlatmak veya durdurmak için bir anahtar bulunur.

Erimiş akıyı hazneye geri gönderilebileceği bir kapta toplamak için bir emme tipi akı geri kazanım ünitesi kullanılır; alternatif olarak geri kazanılan akı, özellikle ağır hizmet tipi SAW sistemlerinde doğrudan hazneye beslenebilir.

Suya batırılmış bir ark kaynak sistemi bazen dikiş takipçileri, dokumacılar, iş makineleri vb. Ek özellikler bir araya getirilerek oldukça karmaşık hale getirilir. Suya batmış ark kaynağı için gerekli olan temel sarf malzemeleri teller ve akılardır.

SAW İçin Elektrik Devresi ve Kurulumu:

Şekil 8.1, SAW için elektrik devresini gösterirken, Şekil 8.2, blok diyagramını göstermektedir. Otomatik tozaltı ark kaynağı için gerçek bir kurulum Şekil 8.3'te gösterilmiştir.

Şekil 8.1 Tozaltı ark kaynağı için elektrik devresi şeması

SAW için Ortak ve Kenar Hazırlama Çeşitleri:

Temel olarak iki tür kaynak bağlantısı viz., Alın ve fileto tozaltı ark kaynağı ile yapılır. Bununla birlikte, popo, fileto, köşe veya kızak tiplerinin çevresel bağlantıları da bu işlem ile başarılı bir şekilde kaynaklanabilir. Oluk açısının, kök yüzünün, kök boşluğunun (varsa) ve normalde üzerinde izin verilen toleransların ayrıntılarını içeren farklı kenar hazırlama türleri, Şekil 8.11'de verilmiştir.

Şekil 8.11 Tozaltı ark kaynağı için ortak hazırlık tipleri

Birleştirme kenarı hazırlanması, kaynaklanacak malzemenin kalınlığına göre değişir ve flanşlı, kare, tek eğim ve çift eğim tipleri içerebilir. İzlenen prosedüre göre, kaynaklar bir taraftan veya her iki taraftan da yapılabilir.

SAW için hazırlık:

Tozaltı ark kaynağı, korumalı metal ark kaynağından daha kapsamlı kenar hazırlığı ve daha iyi oturtma gerektirir. Bunun nedeni, SAW'ta büyük bir erimiş metal havuzunun oluşmasıdır; böylece, eğer bağlantı zayıfsa, erimiş metal ve cüruf boşluklardan geçebilir ve bu da kaynak kalitesini etkiler.

SMAW'da boşluk tek tip değilse, operatör elektrot hareketinin hızını ve manipülasyonunu değiştirerek bununla ilgilenebilir; Bununla birlikte, SAW'de işlem otomatiktir ve bağlantı kenarları akı ile kaplanır, böylece böyle bir kontrol etkilenemez, bu nedenle kaynağın kalitesi bağlantı kenarı bağlantısından ciddi şekilde etkilenir.

Füzyon yüzeyleri ve iş parçalarının bitişiğindeki alanları pas, yağ, boya, nem ve diğer yabancı maddelerden temizlenmelidir. Kötü temizlenmiş derz yüzeyleri gözenekliliğe neden olabilir. Hem oluk yüzeyleri hem de 50 mm'ye kadar genişlik için bitişik metal iyice temizlenmelidir. Kaynak yapılmadan hemen önce kaynak yapılacak parçaları temizlemek ve hizalamak daha iyidir, aksi halde pas kısa sürede tekrar kaplayabilir. Bununla birlikte, ince bir değirmen ölçeği tabakası kaynağın kalitesini etkilemeyecektir.

Parçaların birleştirilmesinden sonra füzyon yüzeylerinin temizlenmesi istenen sonucu vermeyebilir, çünkü pas lekeleri dayanak ve üst üste binen kenarlar arasındaki boşluklara yerleşerek kaynaklarda gözenekliliğe neden olabilir.

Kaynak yapılacak parçalar arasındaki boşluklara özel dikkat gösterilmelidir. Boşluk tek tip ve belirtilen sınırlar dahilinde olmalıdır. Yüksek akışkan kaynaklı metal ve erimiş cürufun yüksek akışkan kaynaklı metal ve erimiş cürufu sınırlandırmak için yedek plakaları, akı yatağı veya diğer cihazlar kullanıldığında, bir popo eklemindeki boşluk 16 mm'ye kadar metal kalınlığı için 2 mm'yi ve plaka kalınlığı için 3 mm'yi geçmemelidir. 16 mm'nin üzerinde. Kaynaklı fileto ve kızaklı bağlantı noktalarındaki eğik elektrotlu boşluk 1-5 ila 2 mm'yi geçmemelidir.

Otomatik kaynak kafası, bir ark çarptığında derz boyunca hareket etmeye başlar. Bu nedenle, metalin henüz yeterince ısıtılmadığı kaynak başlangıcında füzyon eksikliğinin olması muhtemeldir. Kaynak işleminin sonunda doldurulmuş kraterde gözenekler veya büzülme borusu oluşabilir.

Bu nedenle, Şekil 8.12'de gösterildiği gibi giriş ve çıkış tırnaklarının veya plakalarının kullanılması tavsiye edilir. Giriş ve çıkış plakaları ve birleşik iş genellikle elle kaynaklanmış çivilerle yerinde tutulur. Çıplak veya hafif kaplanmış elektrotlar, gözeneklere ve boşluklara sahip yapışkan kaynaklar üretebileceğinden yapışkanlı kaynak için ağır kaplı elektrotlar kullanılmalıdır.

SAW uygulamaları:

Tozaltı ark kaynağı esas olarak düşük karbonlu ve düşük alaşımlı çeliklerin kaynağı için kullanılır, buna rağmen uygun akışların geliştirilmesiyle paslanmaz çelik, bakır, alüminyum ve titanyum bazlı alaşımların kaynaklanmasında başarıyla kullanılabilir. SAW ayrıca orta karbonlu çelikler, ısıya dayanıklı çelikler, korozyona dayanıklı çelikler ve birçok yüksek dayanımlı çelik kaynağı yapabilir. İşlem ayrıca kaynak nikel ve monel (33/66 Cu-Ni), vb.

Bu işlem, özellikle kaynakların düz ve uzun olduğu yerlerde, 5 ila 50 mm arasındaki plaka kalınlıkları için esas olarak aşağı kaynak konumunda kullanılır. Bu tür kaynaklar için kullanılan makineler kendinden tahrikli traktör tipinde yaylardır. Daha küçük ve dairesel kaynaklar için, iş parçaları sabit bir kaynak kafasına dayanarak döndürülebilir. SAW, gemi yapımı, basınçlı kap imalatı, raylı karayolu vagonları, yapı mühendisliği, boru kaynağı ve ağır tanklar gibi ağır endüstrilerde alın ve fileto kaynakları için yaygın olarak kullanılmaktadır. Sahadaki depolama tanklarının kaynağında, çevresel dikiş kaynakları elde etmek için dökülme akısını toplamaya yönelik cihazlar içeren, kendiliğinden tahrikli özel makineler kullanılmaktadır.

SAW tarafından üretilen kaynaklar, düşük hidrojen ve azot içeriği ile yüksek mukavemet ve süneklik özelliğine sahiptir.

SAW'ın Tel ve Akı Kombinasyonlarının Özel Uygulamaları:

Kaplanmış elektrotlar için standart şartnamelerin geniş çapta kabul edilmesinden farklı olarak, SAW akı imalatçıları arasında herhangi bir belirlenmiş standarda uyması konusunda kesin bir anlaşmaya varılmadığı görülüyor. Dolayısıyla, takip edilen standartlar bir imalattan diğerine değişmektedir. Bu bölümde verilen ve kaynak ve sarf malzemeleri alanında çok uluslu bir çok ulusun rehberliğinde bu malzemeleri üreten SAW tel ve akı tedarikçilerinin birinden elde edilenlere dayanan detaylar.

Geniş bir uygulama alanını kaplamak için yapısal çeliklerin, orta germeli çeliklerin, mikro alaşımlı veya HSLA çeliklerin ve arklı çeliklerin tozaltı ark kaynağı için, belirli kombinasyonlardaki üç sınıf kablo ve dokuz akı sınıfı kullanılır.

TESTERE Teller :

Düşük ve orta karbonlu çeliklerin ve ayrıca HSLA çeliklerinin tozaltı ark kaynağı için teller, Tablo 8.2'de verilen kimyasal bileşimlerle A sınıfı, C sınıfı ve C sınıfı Mo olarak sınıflandırılır.

TESTERE Akıları:

Hem kümelenmiş hem de kaynaşmış akılar, farklı derecelerde tellerle kullanım için mevcuttur.

Topaklanmış akılar, kaynaşmış akılara kıyasla daha iyi süneklik ve darbe dayanımlı kaynak tortuları üretir. Alaşım aktarım verimliliği, topaklanmış akılar durumunda da daha iyidir ve bu nedenle akıdan yüksek oranda alaşım aktarımı gerektiğinde tercih edilirler. Aglomere edilmiş akılar daha düşük kütle yoğunluğuna sahiptir ve bu nedenle özdeş kaynak parametreleri altında, kaynaşmış akılara kıyasla belirli bir kaynak birikintisi için daha az akı eritilir.

Bununla birlikte, aglomere edilmiş akışlar, düşük-hidrojen elektrotları ile aynı şekilde neme tepki gösterirler, yani düşük nem seviyesinde bile kaynak metal gözenekliliği verme eğilimindedirler. Bu nedenle, kaynaşık akılara kıyasla kullanımdan önce daha ayrıntılı bir kurutma gerektirirler.

Kaynaşmış akılar, nemli atmosfer altında depolandıklarında nemi de toplayabilirler, ancak kaynak metali porozitesi açısından büyük miktarda nemi tolere edebilirler. Ayrıca, toplanan nemi gidermek için daha az şiddetli ısıtma gerektirirler. Kaynaşmış akılar, aglomere edilmiş akılara kıyasla değirmen ölçeğine, yağa, grese ve çalışma yüzeylerindeki kire daha dayanıklıdır.

Topaklanmış veya kaynaşmış olsun olmasın akılar kullanımdan önce iyice kurutulmalıdır. Ağır şekilde tutturulmuş yumuşak çelik ve orta yüksek gerilimli çelik bağlantılarda nemli akışlar, yay metalinde kaynak metalinde veya HAZ'da soğuk çatlaklara yol açabilecek hidrojen üretir.

Bahsedilen üretici tarafından sunulan özelliklerinin bir kısmı ile bu iki tipin farklı akıları, Tablo 8.3'te verilmiştir.

Tablo 8.2'de verilen SAW kablolarının belirli kombinasyonlarının ve tablo 8.3'te verilen SAW akı derecelerinin spesifik kullanımları tablo 8.4'te ayrıntılı olarak verilmiştir.

Paslanmaz Çelik Akı — I:

Bu akı uygun tipte paslanmaz çelik tel ile kullanılır. Akı, karbon ve silikon toplanmasından kaçınmanın yanı sıra yay boyunca krom ve nikel kayıplarını telafi etmek için tasarlanmıştır.

Uygulamalar:

(i) 18/8 Cr-Ni çeliklerinde akı, 18/8 (304 veya 304L) tel ile kullanılacaktır.

(ii) 18/8 Mo çeliklerinde akı, 18/8 Mo (316 veya 316L) tel ile kullanılacaktır.

(iii) 25/20 Cr-Ni (310) veya 25/12 Cr-Ni (309) gibi çelikler için akı, biraz fazla alaşımlı paslanmaz çelik tel ile, yani daha yüksek seviyelerde kromla kullanılmalı ve nikel.

(iv) Titanyumla stabilize edilmiş paslanmaz çeliklerin kalitesi için, akı, niyobyum stabilize edilmiş paslanmaz çelik tellerle kullanılacaktır.

(v) Uygun dereceli paslanmaz çelik teller kullanılarak, paslanmaz çeliklerin şerit kaplaması için kullanılabilir.

Paslanmaz Çelik Akı — II:

Paslanmaz çelik akı SS Flux-I'den farklıdır, çünkü niyobyumu kaynak yatağına aktarabilir. Niyobyum ile stabilize edilmiş bir kaynak tortusu elde etmek için uygun tipte stabilize edilmemiş paslanmaz çelik tel ile birlikte kullanılacaktır. Akı ayrıca yaydaki krom ve nikel kayıplarını telafi etmek ve karbon ve silikon toplanmasını önlemek için tasarlanmıştır.

Uygulamalar:

(i) 18/8 Ti stabilize çelikler için akı, 18/8 stabilize olmayan tel ile kullanılmalıdır.

(ii) 18/8 titanyum stabilize Mo-çeliklerinde akı, 18/8 Mo stabilize edilmemiş paslanmaz çelik tel ile kullanılacaktır.