Wstęp
Spawanie elektrożużlowe nie jest procesem łukowym, ponieważ łuk jest używany tylko do rozpoczęcia procesu spawania. ESW to skrót od Electro Slag Welding.
Podczas spawania elektrożużlowego roztopiony żużel (temperatura około 1700°C) topi metal dodatkowy i metal podstawowy. Utworzona kąpiel żużlowa nakłada się na roztopione jeziorko, chroniąc go podczas spawania.
Proces rozpoczyna się od otwarcia łuku elektrycznego między elektrodą a wyrostkiem umieszczonym u podstawy stawu. Ziarnisty topnik jest dodawany i topiony przez ciepło łuku. Kiedy tworzy się warstwa żużla, wszelkie działanie łuku ustaje, a prąd spawania przepływa od elektrody do metalu nieszlachetnego przez żużel przewodem elektrycznym.
Jak działa proces ESW
Odporność roztopionego żużla na przepływ prądu spawania jest wystarczająca do wytworzenia ciepła niezbędnego do spawania (efekt Joule'a), które jest wystarczające do stopienia elektrody i powierzchni ukosowania. Stopiona elektroda (i rurka prowadząca, jeśli jest stosowana) i stopiony metal nieszlachetny tworzą spoinę poniżej kąpieli stopionego żużla. Poniższy rysunek przedstawia schematycznie ten proces.
Sprzęt spawalniczy
Sprzęt stosowany w spawaniu elektrożużlowym składa się z następujących elementów:- Źródło prądu.
- Podajnik arame i oscylator
- Rurka prowadząca i elektroda
- Wypornik (w przypadku, gdy prowadnica nie podlega zużyciu)
- But ustalający (but montażowy)
- Układ sterowania.
- Kable i połączenia elektryczne
- Izolatory
Źródła prądu do procesu spawania elektrożużlowego są typu transformator / prostownik stałonapięciowy, które pracują w zakresie od 450 do 1000 A. Są one podobne do stosowanych w procesie spawania łukiem krytym. Minimalne napięcie obwodu otwartego źródła zasilania musi wynosić 60 V. Dla każdej elektrody wymagane jest oddzielne źródło zasilania.
Poniższy rysunek przedstawia schematycznie typową instalację do spawania elektrożużlowego.
Prąd spawania i prędkość podawania elektrody można traktować jako jedną zmienną, ponieważ jedna zmienia się w zależności od drugiej. Jeśli prędkość podawania elektrody zostanie zwiększona, zwiększy się również prąd spawania i szybkość osadzania. Wraz ze wzrostem prądu spawania zwiększa się również głębokość jeziorka spawalniczego.
Napięcie spawania to kolejna zmienna, którą należy wziąć pod uwagę. Naprężenie ma duży wpływ na głębokość wtopienia w metalu nieszlachetnym, a także na stabilność operacyjną procesu.
Zwiększenie naprężenia zwiększa głębokość wtopienia i szerokość jeziorka spawalniczego, a także zwiększa współczynnik kształtu (stosunek szerokość/głębokość), a co za tym idzie prawdopodobieństwo pękania jest mniejsze.
W przypadku niskiego napięcia może wystąpić zwarcie między elektrodą a jeziorkiem spawalniczym. Jeśli napięcie jest zbyt wysokie, na wierzchu stopionego żużla mogą wystąpić odpryski spawalnicze lub wyładowania łukowe.
Rodzaje i funkcje materiałów eksploatacyjnych – elektrody i topniki
Materiał wypełniający musi mieć podobny skład chemiczny do materiału podstawowego; ewentualnie można zastosować materiały dodatkowe o różnych właściwościach, ale korzystne jest, aby składy chemiczne były kompatybilne, ponieważ jeśli konieczna jest obróbka termiczna, zapewniona zostanie adekwatność między tym materiałem, materiałem bazowym a materiałem odlewanym.Materiały spawalnicze stosowane w spawaniu elektrożużlowym to drut lity, któremu towarzyszy topnik, oraz drut rurkowy, gdy dodaje się pierwiastki stopowe.
Ważny jest również skład strumienia, który decyduje o płynnym przebiegu procesu. Topniki mogą być wykonane z różnych materiałów, takich jak złożone tlenki krzemu, manganu, tytanu, wapnia, magnezu i aluminium. Specjalne właściwości pożądane dla lutowia uzyskuje się poprzez zmianę lub zmianę składu topnika.
Normalne funkcje przepływów to:
- Przewodzenie prądu spawania.
- Dostarczyć ciepło, aby stopić elektrodę i metal nieszlachetny.
- Umożliwia stabilną pracę.
- Ochrona stopionego metalu przed atmosferą.
Funkcje i zastosowania
Proces spawania elektrożużlowego ma ograniczone zastosowanie, służy do wykonywania spoin pionowych w średniej grubości stali węglowej, niskostopowej, wysokowytrzymałej, średniowęglowej oraz niektórych stali nierdzewnych. Proces najlepiej stosować do grubości powyżej 200mm, dla grubości maksymalnych praktycznie nie ma ograniczeń. Chociaż umiejętności manualne nie są wymagane, znajomość techniki jest niezbędna do obsługi sprzętu.Proces spawania elektrożużlowego ma wiele zastosowań, głównie ze względu na wysokie szybkości osadzania, dzięki czemu proces jest ekonomicznie opłacalny. Wśród zalet stosowania procesu elektrożużlowego możemy wymienić:
- Wysoka szybkość stapiania i dobra jakość spoiny w odniesieniu do badań nieniszczących sprawiają, że proces ten jest pożądany w przypadku grubych przekrojów znajdujących się w wielu zastosowaniach przemysłowych, takich jak ciężkie maszyny, zbiorniki ciśnieniowe, statki i duże odlewy.
- Wymaga niewielkiej regulacji i przygotowania spoiny (zwykle spoiny bez fazowania).
- Zgrzewa grube materiały w jednym przejściu, z jedną regulacją.
- Jest to proces zmechanizowany z minimalną obsługą materiałów. Po rozpoczęciu procesu jest on kontynuowany do końca.
- Wymaga minimalnego czasu lutowania i ma minimalne zniekształcenia.
- Brak widocznego łuku spawalniczego i błysku łuku.
Kruchość tak uzyskanej spoiny wymaga korekty po spawaniu – normalizacji. Oczywiście jest to uogólnienie, ponieważ inżynier musi ocenić tę potrzebę po przetestowaniu i zakwalifikowaniu procedury spawania.
Nieciągłości wywołane procesem
Spoiny wykonane metodą spawania elektrożużlowego w odpowiednich warunkach eksploatacyjnych są wysokiej jakości i pozbawione nieciągłości. Nieciągłości mogą się jednak pojawić, jeśli nie zostanie zastosowana właściwa procedura spawania.Inspektor spawalniczy powinien mieć świadomość pewnych nieciągłości, które mogą wynikać z tego procesu, to:
Brak fuzji
Grube spoiny płyt, w których ciepło jest rozprowadzane przez drgania elektrody, mogą nie być wtopione w środku lub w pobliżu trzewików.Efekt chłodzenia butów może zapobiec stopieniu się metalu nieszlachetnego w pobliżu powierzchni, na której spoczywa but.
Wynikowe wskazanie przypomina ugryzienie.
Mogą również wystąpić na początku spawania z temperaturą poniżej wymaganej.
Inkluzje
Są rzadkie, ale mogą się zdarzyć. Jest to przypadek, w którym kawałki drutu są zbyt szybko wprowadzane do kałuży przez podajnik drutu i nie topią się.Pręty, a nawet części sprzętu spawalniczego, takie jak koniec prowadnicy rurki elektrody, również zostały znalezione w strefie stopionego materiału.
Wtrącenia żużla
Może wystąpić, gdy spawanie zostanie prawie zatrzymane i wznowione. Proces spawania wymaga basenu żużla podgrzanego do około 1700°C. Niewłaściwe ponowne rozpoczęcie spawania może nie doprowadzić do idealnego stopienia metalu, powodując powstawanie żużla spawalniczego.Zachodzić na siebie
Może się to zdarzyć, jeśli buty nie są dobrze dopasowane do płyt, co umożliwia wyciek stopionego materiału.Porowatość
Kiedy to nastąpi, jest gruboziarnisty i przypominający robaka i może być spowodowany przez kawałek mokrego azbestu użytego jako uszczelnienie między butem ustalającym a spawaną częścią, zanieczyszczony lub mokry topnik, elektrodę, rurkę prowadzącą lub materiał do uruchomienia spawanie na mokro.Specjalne pęknięcia
Nie zaobserwowano tego w spawaniu elektrożużlowym złączy doczołowych, ponieważ naprężenia nie są rejestrowane w kierunku grubości blach podstawowych.Pęknięcia
W spawaniu elektrożużlowym nie występują pęknięcia na zimno. Wynika to z powolnego procesu nagrzewania i schładzania połączenia nieodłącznie związanego z procesem. Pęknięcia na gorąco są powszechne w spawaniu elektrożużlowym, zwłaszcza w przypadku spoin o wysokim stopniu ograniczenia, ze względu na grubą granulację złącza spawanego. Pęknięcia te rozprzestrzeniają się wzdłuż granic ziaren.Laminacje
Nie stanowią większych niedogodności przy spawaniu elektrożużlowym. Roztopiony żużel usuwa wszelkie istniejące wtrącenia w podwójnej warstwie i uszczelnia podwójną warstwę wzdłuż spoiny. Podobnie wióry i zagięcia są pochłaniane przez spawanie elektrożużlowe.Dowiedz się więcej o Spawaniu
Chcesz dowiedzieć się więcej o spawaniu? Odwiedź Kurs Przyspieszony.
Cytat
Kiedy musisz uwzględnić fakt lub informację w zadaniu lub eseju, powinieneś również podać, gdzie i jak znalazłeś tę informację (Co to jest spawanie elektrożużlowe).
Daje to wiarygodność Twojemu artykułowi i czasami jest wymagane w szkolnictwie wyższym.
Aby ułatwić sobie życie (i cytowanie), po prostu skopiuj i wklej poniższe informacje do swojego zadania lub eseju:
Luz, Gelson. Co to jest spawanie elektrożużlowe (ESW)?. Blog Materiały. Gelsonluz.com. dd mm rrrr. URL.
Teraz zastąp dd, mm i rrrr dniem, miesiącem i rokiem przeglądania tej strony. Zamień również adres URL na rzeczywisty adres URL tej strony. Ten format cytowania jest oparty na MLA.
Komentarze