Electroslag Kaynağı (ESW) Top 4 Varyantları

Bu makale, Electroslag Welding'in (ESW) ilk dört değişkenine ışık tutuyor. Çeşitler: 1. Sarf Malzemesi Kılavuzu ESW 2. Plaka ve Şerit Elektrotları ile ESW 3. Electroslag Flaş Alın Kaynağı 4. Bifilar Devresi ESW.

Değişken # 1. Sarf Malzemesi Kılavuzu ESW:

ESW'nin tüketilebilir kılavuz varyantı, dolgu metalinin yalnızca elektrot telinin değil, aynı zamanda kılavuz tüpünün veya temas tüpünün erimesi sonucu biriktirme hızında artış ile eritilmesiyle tedarik edildiği bir elektro-gaz kaynağı yöntemidir. Bu özellik, ESW sürecinin yapısal endüstrideki uygulanabilirliğini belirgin şekilde genişletmiştir. Şekil 11.20, tüketilebilir kılavuz elektro-gaz kaynağı için bir kurulumu göstermektedir.

Kaynak akımı, cüruf banyosunun yüzeyini eriten tüketilebilir kılavuz tarafından taşınır. Bu, makinenin dikey hareketi gereksinimini ortadan kaldırır ve bu nedenle sabit veya kaymayan tespit blokları kullanılır. Sarf malzemesi kılavuzu ESW, ne dikey bir hareket cihazı ne de bir salınım sistemi gerektirmediğinden gerçekleştirilmesi daha kolaydır.

Tüketilebilir Rehberler:

Sarf malzemesi kılavuzu, ince cidarlı bir boru veya elektrot telini beslemek için borulara sahip bir plaka veya çubuk düzeneğidir. Genellikle, bir sarf malzemesi kılavuzu eklemde sabit tutulur.

Sarf malzemesi kılavuzunun şekli, yapılacak ek yerinin konturuna bağlıdır. Genellikle, iş metaliyle eşleşen veya kaynak metalinin gerekli kimyasal bileşimi ile uyumlu bir malzemeden yapılır. Çoğu zaman tüketilebilir kılavuzlar, boru görevi görmek için sarmal yay teli ile doldurulur. Tüketilebilir kılavuzların iyi bilinen şekillerinden bazıları, Şekil 11.21'de gösterilmiştir.

Özel olarak kritik bir imalatta, bir kılavuzdaki ana boru, Şekil 11.21 (g) 'de gösterildiği gibi ikinci bir kablo için yedek bir kablo ile kopyalanır. İşlem düzgün bir şekilde devam ettiği sürece, tel ana kanaldan beslenirken, kopya kanaldaki ikinci tel sabit kalır. Herhangi bir nedenden ötürü, ana borudaki elektrot durursa, bekleme ünitesi başlatılır.

Uzun dikişle (500 mm'nin üzerinde) 40 mm'ye kadar olan bir çalışma kalınlığı için, Şekil 11.21'de (0) işten yalıtmak için pullarla donatılmış çelik bir kılavuz boru kullanılması önerilir.

Tipik bir sarf malzemesi kılavuzu, biri sarf malzemesi, diğeri kalıcı veya sarf malzemesi olmayan iki parçadan oluşur. Sarf malzemesinin uzunluğu, başlangıç ​​karterini ve son işlem tırnağını kapsayacak şekilde birleştirme uzunluğuna göre değişir. Sarf malzemesi olmayan kısım, kılavuzun tutturulması ve kaynak kablolarının bağlanması için kullanılır; uzunluğu, donanımın tasarımına bağlıdır ve 100 ila 500 mm arasında değişebilir.

Sarf malzemesi kılavuzunun kalınlıkları ve elektrotların sayısı kenar hazırlığına ve işin kalınlığına bağlıdır.

İş kalınlığını bilmek, elektrotların sayısı aşağıdaki ilişkiden belirlenebilir:

nerede,

n = elektrot sayısı,

s = işin kalınlığı. aa

d = 50 ila 60 mm arasında olduğu kabul edilen elektrotlar arasındaki boşluk. Bu terimler Şekil 11.22'de işaretlenmiştir.

Denklem (11.1) tarafından belirlenen n'nin değeri en yakın tam sayıya yuvarlanır ve d'nin tam değerini bulmak için kullanılır. Kılavuz boru kalınlığının fonksiyonu olarak d ve dmax'ın tipik değerleri, tg Tablo 11.5'te verilmiştir.

Endüstride yaygın olarak kullanılan sarf malzeme kılavuzlarının kalınlığı 5 mm ve 10 mm'dir.

Kılavuz İzolatörleri:

İzolatörler, kılavuz ile iş veya tespit blokları arasında temas olasılığını önlemek için kullanılır. İzolatörlerin, cürufun, kaynak metalinin veya işlem stabilitesinin üzerinde olumsuz bir etkisi olmadan erime üzerinde cüruf banyosunun bir parçası olmaları gerekir. İzolatörler, yüksek basınç dayanımına sahip olmalı ve düşük maliyetli olmalıdır.

İzolatörler, genellikle cam yünü ile doldurulmuş cam elyaf veya cam bez torbalardan yapılır. Torbaların çapı 25 ila 30 mm arasında değişmektedir. Bazen izolatörler kaynak akısı ile doldurulmuş sıradan kumaşlardan yapılır.

En iyi performans için yalıtkan paletlerin ağırlığı 15-25 gram olmalıdır. Kullanılan palet sayısı, cüruf banyosunun toplam hacminin% 15 - 20'sini geçmeyecek şekilde olmalıdır. Uygulamada, işin kalınlığının her 100 - 150 mm'sinde iki izolatör (kılavuzun her bir tarafında bir tane) yerleştirilir. Kaynak dikişi izolatörleri boyunca aralık 200-250 mm arasındadır. İzolatörler, kılavuz ile iş arasına sıkıştırılabilir veya kılavuza kaydırılabilir, ikinci yöntem tercih edilir.

İstinat Blokları:

Sabit tipte tutma bakır blokları sarf malzemesi ESW'de tercih edilir ve en iyi kaynak şekillendirme cihazı olarak işlev görür. Bununla birlikte, bu tutma blokları cüruf banyosunun derinliğinin izlenmesine ve kılavuzların uygun şekilde yerleştirilmesine engel olur. Bu nedenle, eklemin bir tarafında su soğutmalı bir sabit bakır blok ve diğerinde bir sürgülü blok kullanılması tercih edilir.

Eklemin her iki tarafındaki sabit tutucu blokların kullanılması durumunda, cüruf banyosunun derinliği, hafif köpüren bir ses olduğunda en iyi olan işlem sesiyle veya daha fazla bilimsel olarak akı hacmine dikkat edilerek izlenebilir; V _{f 'ek yerlerine} beslenir Cüruf banyosunun derinliği normal olarak hesaplama için 4 cm olarak alınır ve hiçbir durumda çalışma sırasında 5 cm'yi geçmemelidir. Akı, işletim sırasında iletken olmayan bir elektrik iletkeni yapılmış bir kaptan eklenir.

İşletme ve Kaynak Akımı:

Elektrot teli, başlangıç ​​karterinin tabanına değene kadar sarf malzemesi kılavuzundan itilir. Daha sonra kılavuz tüpün alt ucu ile aynı hizada olana kadar geri çekilir. Ardından karterin tabanı bir miktar çelik yün ile kaplanır ve tespit ayakkabıları yerine yerleştirilir. İş ile tespit blokları arasındaki boşluk kil veya macunla kapatılmıştır.

Sarf malzemesi kılavuzu ESW işlemi, yalnızca elektrotları kullanan geleneksel ESW işlemiyle aynı şekilde başlatılır. Elektrot başlatma sırasında hazne tabanına kaynaklanırsa, tel besleyicideki sıkıştırma silindiri geri çekilir, tel, pense ile kılavuzdan çekilir ve 300 - 500 mm arasında kaldırılır.

Sıkıştırma silindiri tekrar takıldı ve tel beslemesi yeniden başlatıldı. Birden fazla olursa, yukarıdaki prosedür her seferinde tekrarlanır, ancak cüruf banyosu üst yüzeyi kılavuzun ucunu eritinceye kadar tel beslemesine devam edilmemelidir. Bu 2 ila 5 dakika sürebilir. Elektrot teli kılavuz borunun alt ucuna kaynaklanırsa aynı prosedür uygulanabilir.

Tüketilebilir kılavuz ESW'yi başlatmanın bir başka güvenilir yöntemi, başlangıç ​​karterine erimiş cüruf dökmektir. Akı grafit potada eritilir ve ardından başlangıç ​​karterine dökülür.

Çapı 3 mm olan elektrot teli için kaynak akımı şu şekilde verilir:

Optimum kaynak hızı iş kalınlığının bir fonksiyonudur ve Şekil 11.23'ten elde edilebilir.

Elektrot besleme hızı aşağıdakiler tarafından verilir:

V _e = V _w (A _d -tg S _g ) / ∑A _e ……. (11.3)

nerede,

v _e = elektrot besleme hızı, m / saat

_D = biriktirilmiş metalin kesit alanı

A = tüm elektrotların kesit alanlarının toplamı.

Denklem (11-3) ile elde edilen tel besleme hızı, 100-150 mm üzerindeki çalışma kalınlığı için 100-150 m / saat (1, 65 ila 2-35 m / dak) arasında değişen kritik değeri aşmamalıdır.

Uygulamalar:

Konvansiyonel ESW için belirtilen uygulamaların yanı sıra, sarf malzemesi kılavuz yöntemi, sertleştirici kaburgalara sahip 50 mm'den daha kalın tişört derzlerinde kullanılabilir. Ayrıca elektrik santrallerinde kalın duvarlı boru hatlarında dönmeyen kaynaklarda bağlantı yapmak için kullanılır; bu tür bağlantıların yapılabileceği verimlilik, boruların çap ve duvar kalınlığındaki artışla artar. Bununla birlikte, tüketilebilir kılavuz ESW, uzun kaynaklardan daha kısa uzunluktaki kaynaklara daha fazla uyarlanabilir.

Değişken # 2. Plakalı ve Şerit Elektrotlu ESW:

Levha ve şerit elektrotlar, 30 - 1000 mm çalışma kalınlığı aralığı için maksimum 1500 mm uzunluğunda düz kaynak yapmak için kullanılır. Genel kurulum ve en geniş enine kesit alanlarına sahip olan elektrotların en sık kullanılan tasarımları, Şek. 11.24 ve 11.25 sırasıyla. Bu elektrotlar tek parça halinde olabilir veya birkaç plaka, çubuk, kare veya başka bölümlerden oluşabilir.

200 mm'ye kadar iş kalınlığı için bir plaka elektrot yeterlidir ancak daha ağır iş bölümlerinde iki veya üç elektrot kullanılır. Ana elektriği dengeli yük altında tuttuğu için üç elektrotlu bir sistem genellikle tercih edilir. Boyuna yarıklı plaka elektrotları (Şekil 11-24), bakır, alüminyum, titanyum ve bunların alaşımlarının kaynaklanmasında özellikle önemli olan kenar penetrasyonunu daha düzgün hale getirir.

İstenilen herhangi bir kalınlıktaki plaka elektrotları, elektrot ile bağlantı kısmı arasındaki optimum açıklığın 8 ila 10 mm olduğunu ve optimum elektrot kalınlığının 28 ila 32 mm'lik bir boşluk için 10 ila 12 mm olduğunu akılda tutarak kullanılabilir.

Plaka elektrotunun genişliği çalışma kalınlığına bağlıdır. Bir elektrot ile kaynak yaparken, plaka elektrotunun genişliği, işin kalınlığına eşittir, ancak iki veya üç plaka elektrotu kullanıldığında, genişlikleri, aralarındaki boşluğa genellikle 12 ila 16 mm'ye eşit bir miktarda azalır. .

Plaka elektrotunun uzunluğu denklemin yardımıyla belirlenebilir:

L _p = l _a / _a + l _c ……. (11.4)

nerede,

L _p = plaka elektrodunun uzunluğu,

l _w = başlangıç ​​ve bitiş tırnaklarını içeren bağlantı uzunluğu,

_bw = Eklem aralığı,

δ _e = elektrot kalınlığı,

l _c = kelepçe tasarımını hesaba katan uzunluk (yaklaşık 500 mm'ye eşit)

Elektrot uzunluğu, 1000 mm kaynak uzunluğu için 3600 mm olarak alınırken, plaka kalınlığının bir fonksiyonu olarak elektrotların büyüklüğü ve sayısı Tablo 11.6'da verilmiştir.

Plaka elektrot kaynakları, 0-6 A / mm2'ye kadar düşük akım yoğunluğu ve 30 ila 40 volt düşük voltajla yapılır. Bu, daha kalın kalınlıklarda gelişmiş işlem kararlılığı sağlar.

Plaka elektrotları için kaynak akımı aşağıdaki şekilde verilir:

I _w = 1.2 (V _w + 0.2 V _p ) δ _e.

nerede,

l _w - kaynak akımı, A

v _w = kaynak hızı, m / sa

v _p = plaka elektrot besleme hızı, cm / saat.

δ _e = elektrot kalınlığı, cm

S _e = Plaka elektrotunun genişliği, cm.

Büyük kesitli levha elektrot için en uygun besleme hızının 1, 2 ila 3-5 m / sa arasında olduğu bulunmuştur.

300 mm'ye kadar uzunlukta kaynak dikişleri, elektrot ile iş arasında yanlışlıkla kısa devre oluşmasını önlemek için izolatörlerin kullanılmasını gerektirmez. Bununla birlikte, 300 mm'den daha uzun dikişler, tüketilebilir kılavuz ESW'de olduğu gibi olağan izolatörler ile sağlanır.

Plaka elektrotu ESW işlemi, aşağıdaki üç yöntemden herhangi biri tarafından başlatılabilir:

1. Başlangıç ​​akısının kullanılmasıyla,

2. Sivri uçlu bir elektrot ile

3. Başlangıç ​​karterine erimiş akı dökerek.

'Akı başlangıcı' kullanarak işlemi başlatmak için, haznenin altına yerleştirilir ve elektrot en yavaş hızda beslenir ve akı ile daha iyi temas için bir çekiçle düzenli aralıklarla vurulur. Başlangıç ​​akısının bir kısmı eridiğinde, arzu edilen derinlikte cüruf banyosunun oluşturulması için küçük miktarlarda "akan akı" ilave edilir ve elektrot besleme hızı, bir ila iki dakikalık bir sürede belirtilen değere yükseltilir.

İşlemi sivri uçlu bir elektrotla başlatmak için, elektrot ucu ile iş arasına bir top çelik yün (veya çelik dolgu veya talaş) koymak normaldir. Bazen elektrotun kendisi işaret edilmez, bunun yerine 5 ila 6 mm çapında ve 150 ila 200 mm uzunluğunda birkaç çubuk ucuna kaynaklanır (Şek. 11.25).

Üçüncü işlem başlatma yöntemi, yani erimiş cüruf kullanımı, tüm yöntemlerin en hızlısıdır. Bununla birlikte, bu, erimiş cürufu eritmek ve kartere akmak için ilave bir kurulum gerektirir.

Füzyon eksikliğini ve altını kesmeyi önlemek için tutma bloğundaki kabartmayı yaklaşık 8 mm'ye çıkarmak daha iyidir. Ayrıca daha iyi nüfuz edebilmek için cüruf banyosunun derinliği 25 ila 35 mm arasında tutulmalıdır.

Şerit elektrot ile kaynak yapmak için, Şekil 11.26'da gösterilen işten yalıtılmış düz bir kılavuz vasıtasıyla cüruf banyosuna beslenir. İşin kalınlığına bağlı olarak, en fazla 3 şerit elektrot kullanılabilir. Elektrot kılavuzları, tüketilebilir çeşitliliktedir ve 1 veya 2 mm kalınlığındaki eşleşen kompozisyon tabakasından yapılır. Şerit elektrotlar genellikle 1 veya 1, 2 mm kalınlığındadır.

Şerit elektrotlar, plaka elektrotları ile kaynaklanabilecek olandan daha uzun kaynak birleştirmelerini tamamlamak için istenen uzunlukta yapılabilir. Sarf malzemesi kılavuz kaynağına kıyasla, şerit elektrotlar daha düzgün bir penetrasyon sağlar.

Değişken # 3. Electroslag Flaş Alın Kaynağı:

Kurulum, Şekil 11.27'de gösterilmiş olan elektroslag flaş alın kaynağı, herhangi bir dolgu metalini gerektirmez. İşlemi başlatmak için, ergimiş cüruf dikey olarak tutulan alt parçanın etrafına inşa edilen karterin içine dökülür; alternatif olarak, karbon elektrot ile ark yapılarak erimiş bir cüruf banyosu geliştirilir.

Bu alt parçanın ısınmasını sağlar. İstenen derinlikte cüruf banyosu geliştirildiğinde, karbon elektrot çekilir ve üst parça cüruf banyosuna batırılır. Cüruf üst parçayı yakar, yani füzyon noktasına yükseltir ve erimiş metal cüruf banyosunun altında metal bir havuz oluşturmak için alt parçanın üzerine akar.

Yanıp sönme süresi deneme yanılma ile belirlenir ve genellikle 2-3 dakika arasındadır. İstenilen koşullar sağlandıktan sonra, güç kaynağı kapatılır ve üst parça, 5, 5 ila 8, 5 mm / sn (20 ila 30 m / saat) arasında bir hızlanma ile alt parçaya zorlanır. Havuzda eritilmiş metalin ve rahatsızlıktan atılan miktarın, çevrenin yakınında bulunan iki iş parçası arasında kalan cüruf dolu boşlukları önlemek için yeterli olmalıdır.

Cüruf banyosunun derinliği, kaynak voltajı ve flaş alın kaynağındaki üst parçanın besleme hızı, plaka elektrotlu kaynakta olduğu gibi aynı tutulur. Bu işlem, enine kesit alanında 300 cm2'ye kadar çubuk veya çubuk tipi eşyaların seri üretimine en uygunudur.

Değişken # 4. Bifilar Devresi ESW:

ESW'nin bifilar varyantı için kurulum Şekil 11.28'de gösterilmektedir. Büyük kesitte dört plaka tipi elektrot kullanılır. İki dış elektrot sabit kalırken, iki iç kaynak kaynağına eşit hızda beslenir.

Elektrotların kimyasal bileşimi iş malzemesininkiyle eşleşir. Tek fazlı kaynak transformatörünün elektrotlara diyagrama göre bağlanması kaynak devresinin endüktif iktidarsızlığını en aza indirir ve çalışmaya ikincil olan transformatördeki merkez musluğun bağlantısı, sabit ve hareketli elektrotların erime hızının değişebilmesini sağlar gereksinim başına. İç hareketli elektrotlar genellikle bağlantı uzunluğunun iki ila üç katıdır, dış elektrotlar ise kaynak ekinin kendisi ile aynı uzunluktadır. Takma boşluğu normalde 60 - 80 mm'dir.

Dış elektrotlar ile işlenecek parçanın yüzleri arasındaki boşluk minimumda tutulur ve genellikle 7 ila 10 mm arasındadır. İç elektrotlar, dış elektrotlardan% 35 ila% 50 daha az kalınlığa sahiptir ve aralarında 30 ila 40 mm aralıklıdırlar. Kaynağın son görünümü, su soğutmalı sabit bakır tutma bloklarındaki girintiyle kontrol edilir.

Kaynak normal olarak erimiş cürufun kaynak boşluğuna dökülmesi ile başlatılır (Şekil 11.28). Gerekli olan başlangıç ​​karteri, işlem hızlı bir şekilde stabilize olduğunda sığdır. Akım kontrol cihazı sabit kaynak koşullarının otomatik bakımını sağlar. ESW işleminin bu çeşidi, hemen hemen her boyuttaki dikdörtgen, kare ve dairesel bölümlerin başarılı bir şekilde kaynaklanması için kullanılabilir.