GMAW'daki En İyi 7 Değişken
Bu makale, Gaz Metal Ark Kaynağı'nın (GMAW) ilk yedi değişkenine ışık tutuyor. Değişkenler: 1. Ark Voltajı 2. Tel Besleme Hızı 3. Seyir Hızı 4. Elektrot Çubuğu 5. Elektrot-İş Açısı 6. Kaynak Konumu 7. Elektrot Boyutu.
Değişken # 1 Ark Gerilimi:
Düz karakteristik bir güç kaynağında, ark voltajı esas olarak açık devre voltajını (OCV) ayarlayarak kontrol edilir. Ark voltajının gerçek değerinde ve OCV'nin ayar değerinde küçük bir fark, kablodaki voltaj düşmesinden dolayı güç kaynağının kendisinde VI karakteristiğindeki hafif düşüş. Ark voltajındaki değişiklik, OCV'deki değişiklik ile birlikte Şekil 10.3'te gösterilmektedir.
Ark voltajındaki değişiklik, ark uzunluğunun değişmesine neden olur ve bu da boncuk genişliğini doğrudan etkiler. Ark voltajındaki değişim sadece boncuk dış boyutlarını etkilemez, aynı zamanda metal yapı modunu etkileyerek mikro yapıyı ve hatta işlemin başarısını ve başarısızlığını da etkiler.
Ark voltajı çok düşük olduğunda, metal transferi ya kısa devre moduyla (düşük tel besleme hızında) ya da dip transferle (yüksek tel besleme hızında) olur. Böyle bir metal transfer modu, pozisyon kaynağında kullanım için işlemi başarılı kılar ve normal olarak düşük metal sıcaklığında alaşım elementleri kaybı ile gerçekleşir.
Değişken # 2. Tel Besleme Hızı:
Düz karakteristik bir güç kaynağı için kaynak akımı tel besleme hızındaki değişime göre değişir ve ikisi arasındaki genel bir ilişki Şekil 10.4'te gösterilmiştir. Şekil, ilişkinin düşük besleme hızında doğrusal olduğunu göstermektedir, ancak tel hızı arttıkça, özellikle küçük çaplı teller için erime hızı eğrisi doğrusal değildir.
Bu normalde, tel besleme hızındaki artışla birlikte artan rezistanslı ısıtmaya atfedilir. Aynı tel besleme hızı için tel çapındaki artış, kaynak akımı için artan talep gerektirmektedir. Kaynak akımındaki bir artış, diğer değişkenler sabit kaldığında, artan bir penetrasyon derinliği ve kaynak genişliği, artan biriktirme hızı ve belirli bir enine kesitte kaynak boncuk boyutunda artış ile sonuçlanır.
Değişken # 3. Seyir Hızı:
Kaynak penetrasyonu, belirli bir kaynak hızında maksimumdur ve hız, her iki şekilde de değiştikçe azalır. Bununla birlikte, hızdaki düşüşe, genişlikteki artış eşlik ederken, hızdaki artış, daha dar boncuklara neden olur. Hızdaki azalma ile nüfuzdaki düşüş, kaynak havuzuna kaymış aşırı erimiş metalin, daha düşük kaynak havuzuna yol açmasından kaynaklanır.
Böylece birim hız başına düşen hız nedeniyle artan ısı girişi, artan kaynak genişliği biçiminde kendini gösterir ve bunun tersi de kaynak hızındaki artış için geçerlidir. Aşırı yüksek kaynak hızına, ark tarafından eritilen bölgeyi doldurmak için yeterli metal olmamasından dolayı alt kesilme de eşlik edebilir.
Değişken # 4. Elektrot Çubuğu:
Kontak borusunun alt ucundan, Şekil 10.5'te gösterildiği gibi çıkıntı yapan elektrot telinin ucuna olan mesafe, elektrotun çıkarılması olarak bilinir. Kaplama hızını ve boncuk geometrisini kontrol etmek için önemli bir kaynak parametresidir. Çıkıştaki artışla birlikte elektrik direnci artar ve bu telin herhangi bir tel besleme hızında daha düşük akım gereksinimine neden olan telin ön ısıtılmasıyla sonuçlanır. Çok uzun bir yapıştırma, aşırı metalin düşük ark ısısı ile birikmesine neden olur ve bu da sığ penetrasyona ve yetersiz boncuk şekline yol açar.
Bu aynı zamanda düşük manevra kabiliyetine sahip kararsız arklara neden olabilir. Çok kısa bir yapıştırma, geri tepmeye neden olabilir, kontak borusunda hasara, aşırı ark uzunluğuna ve hatta proseste kesintiye neden olabilir. Çıkıntı, genellikle kısa devre aktarımı için 5 ila 15 mm ve diğer metal aktarımı türleri için 16-25 mm arasında tutulur.
Boncuk şekli ve kalitesini kontrol etmede nozül ile çalışma mesafesi (NWD) de önemlidir. Çok kısa bir NWD, aşırı ısınmadan dolayı gaz memesine zarar verirken, çok uzun bir NWD koruyucu gaz verimliliğini etkiler. Normal nozül ila çalışma mesafesi, kullanılan gaz nozülünün iç çapının yaklaşık 1 - 1-5 katı olmalıdır.
Değişken # 5. Elektrot-Çalışma Açısı:
Bir kaynak tabancasının hareket yönüne göre tutulduğu pozisyon, boncuk geometrisini önemli ölçüde etkileyebilir. Otomatik kaynakta tabanca genellikle iş parçasına dik olarak tutulur. Bununla birlikte, yarı otomatik kaynakta tabanca, Şekil 10.6'da gösterildiği gibi, arka planda veya önden kaynak konumunda tutulur; Bu, kaynak makinesinin kaynak havuzunu görmesine ve gerektiği şekilde manevra yapmasına yardımcı olur.
Forehand kaynak pozisyonu, sığ penetrasyonla ancak geniş boncuk ile kaynak sağlar. Backhand kaynak, derin nüfuzlu dar ve oldukça yumuşak bir kaynak sağlar. Backhand kaynak, elektrot çalışma açısı 60 ila 85 derece arasında en sık kullanılan konumdur. Yaklaşık 75 ° 'lik bir açı en popüler konum olsa da, maksimum penetrasyon, kararlı ark ve en az sıçramaya neden olduğu 65 °' lik bir açı bildirilmiştir.
Dolgu kaynakları için, GMAW tabancası elektrotu iki çalışma yüzeyine eşit şekilde eğimli yerleştirecek şekilde tutulur ve daha sonra backhand pozisyonu, kaynak yönü ile 75 ° ila 85 ° 'lik bir açıyla kabul edilir.
Her ne kadar boncuk penetrasyonu ve genişliği, elektrotu önden arkaya doğru değiştirerek büyük ölçüde manipüle edilebilse de, boncuk geometrisini kontrol etmek için uygun bir yöntem olarak kabul edilmez, bunun yerine ark gerilimi ve kaynak akımı manipüle edilir. Elektrot-iş açısının boncuk geometrisi üzerindeki kalitatif etkileri, Şekil 10.7'de sunulmuştur.
Değişken # 6. Kaynak Konumu :
Kaynak boncuk geometrisi, iş parçasının kaynak tabancasına göre tutulduğu pozisyondan da etkilenir. Downhand veya düz kaynak pozisyonu en tatmin edici boncuk şeklini verir ve tüm metal transfer modları etkili bir şekilde kullanılabilir. Bununla birlikte, üstten ve dikey kaynak pozisyonları, metal transferinin sprey veya kısa devre modu ile olmasını gerektirir.
Bu konumlar için 1-2 mm çapında elektrot teli kullanılması tavsiye edilir, aksi halde kaynak havuzu boyutu kolayca kontrol edilemeyecek kadar büyük olur. Boncuk boyutları da bu konumlarda genellikle küçüktür. Dikey aşağı kaynak genellikle metal levhaları dikey konumda kaynaklamak için kullanılırken dikey dikey kaynak konumu, borulardaki çevresel bağlantıların kaynağında daha popülerdir.
Değişken # 7. Elektrot Boyutu:
Her elektrot teli boyutu, içinde etkili bir şekilde kullanılabileceği işlenebilir bir sınıra sahiptir. En uygun aralıktan daha düşük kaynak akımı füzyon eksikliği ile sonuçlanır ve daha yüksek akım, artan sıçrama, gözeneklilik ve düşük boncuk görünümüne neden olur.
Elektrot boyutu aynı zamanda, daha düşük çaplı tellerle sığ nüfuzlu daha geniş boncuklar elde edilirken aynı akım için düşük çaplı telin derinlemesine nüfuz vermesiyle nüfuz etme ve kaynak genişliğini de etkiler.
Bununla birlikte, genel olarak, aşağıdaki nedenlerden dolayı daha küçük çaplı teller kullanma eğilimi vardır:
(i) Hızlı yay uzunluğu ayarı,
(ii) Metal transferinin püskürtme modu,
(iii) biriktirmesi kolay ve
(iv) Daha yüksek birikme verimi.
Ark uzunluğu, kaynakçı elindeki istem dışı bir değişiklik veya tel besleme hızındaki değişiklik nedeniyle değiştiğinde, kolon düşmesinin değişmesi durumunda ark voltajında değişmeye neden olur, Şekil 10.8'de gösterildiği gibi.
Ark voltajı, Ark 10'da gösterildiği gibi ark akımındaki değişime neden olur. Bu bariz
ark akımındaki bu değişimin, düzlem VI özelliğine sahip düz VI karakteristiğine sahip bir güç kaynağı için çok daha fazla olması. Şimdi, bir elektrotun erime veya yanma hızı, Şekil 10.10'da gösterildiği gibi, çekilen elektrot telinin kapsadığı tel besleme hızı aralığındaki daha ince olduğunu gösteren kaynak akımına bağlıdır. Başka bir deyişle, akımda eşit değişim için yanma oranındaki değişim, kalın tellerden ziyade ince teller için neden daha kısa sürede düzeltildiğini açıklayan ince teller için çok daha fazladır.
Aynı kaynak akımı için, ince bir tel için elde edilen akım yoğunluğu, Şekil 10.11'de gösterildiği gibi, kalın bir tel için olduğundan çok daha yüksektir. Ark voltajının (veya ark uzunluğunun) ve akımın metal transfer modu üzerindeki birleşik etkisi, Şekil 10.12'de gösterilmiştir.
Açıkça ortaya çıkan sonuç, metal transferinin püskürtme moduna çok daha düşük bir akımda ve daha düşük bir akım kapasitesine sahip bir güç kaynağı ile ulaşılabilmesidir. Bu, pozisyon kaynağında gelişmiş kontrole ve gelişmiş kalite kaynaklarına yol açar.
Yukarıdaki tartışma genel kural olarak iyi olmasına rağmen, metal transferinin tam bir resmini görmek için koruyucu gazın besleme telinin malzemesi üzerindeki etkisini bilmek önemlidir. Örneğin, mümkün olan en ince tel ile en iyi çabalara rağmen, koruyucu gaz olarak CO 2 ile bir metal transfer püskürtme modu elde etmek neredeyse imkansızdır.
Elektrot telinden kaynak havuzuna aktarılan, damlacık aktarım frekansı olarak adlandırılan damlacıkların sayısı genellikle kaynağın şeklini ve kalitesini belirler; saniyede 20'den az damlacık genellikle yetersizdir. Şekil 10.13, GMAW'da yaygın olarak kullanılan bazı gaz-metal kombinasyonlarının damlacık transfer frekansı üzerindeki etkisini göstermektedir.
GMAW işleminin biriktirme verimliliği, Şekil 10.14'te gösterildiği gibi, daha ince tellerin kullanımıyla da iyileşir. Eğriler, koruyucu gaz olarak C02 kullanarak GMAW'ın performansını spesifik olarak göstermektedir.
İnce tellerin biriktirilmesi ve taşınması da kolaydır, ancak tel besleme hızı tel çapındaki düşüşle birlikte önemli ölçüde artar.
İnce tel kullanımının bir takım avantajlarına rağmen, besleme probleminin çaptaki düşüşle birlikte önemli ölçüde arttığı ve üzerinde telin kullanılabileceği kaynak akımı aralığının daraldığı akılda tutulmalıdır. Ayrıca, daha küçük çaplı teller ağırlık bazında daha maliyetlidir. Bu nedenle, her uygulama için minimum maliyet kaynağı veren kesin bir tel ebadı vardır.
