4 Vigtige forbrugsvarer til buesvejsning

Denne artikel kaster lys over de fire vigtige forbrugsvarer ved buesvejsning. Forbrugsstofferne er: - 1. Coated elektroder 2. Svejsestænger og ledninger 3. Svejsevæsker 4. Afskærmningsgasser.

Forbruget # 1. Coated elektroder:

Næsten al almindelig svejsning sker ved afskærmet metalbuesvejsning ved hjælp af belagte elektroder. De belagte elektroder består af kernetråden med en belægning af belægningsmateriale. Kernen ledning, der anvendes til elektroder er lavet til visse nationale eller internationale standarder, som angiver wire måle, materialesammensætning, accept regler osv.

Elektroder til manuel og automatisk buesvejsning af lavt og medium kulstål samt lavlegeringsstål fremstilles for det meste af 012% kulstofstål.

Kerne tråddiameteren for elektroder varierer sædvanligvis mellem 3, 15 og 12, 50 mm, med de mellemliggende standarddiametre er 4, 00, 5, 00, 6, 30, 8, 00 og 10, 00 mm. Længden af ​​disse belagte elektroder varierer mellem 350 og 450 mm med en del (uden belægning), der ligger mellem 20 og 30 mm, hvorfra den holdes i en elektrodeholder.

De kemiske sammensætninger af kernetråder til lav- og mellemkolestål er angivet i tabel 5.1A og for ledninger af mild stålelektrodkerne i tabel 5.1B .:

Forbrugsstoffer # 2. Svejsestænger og ledninger:

Bare svejsetråde og stænger anvendes i korte længder på ca. 1 meter eller i spolform i spoler. Hvor korte længder anvendes til processer som GTAW og plasmabuesvejsning, hvor de ikke er en del af svejsekredsløbet, anvendes lange ledninger til processer som GMAW og SAW, hvor en del af ledningen fører strøm, når en svejsetråd udgør en del af elektrisk kreds kaldes det en svejselektrode ellers betegnes det som en svejsestang.

De fleste ledninger til svejsning af strukturelt stål indeholder normalt 0-10% kulstof og 0-35 til 0-60% mangan. Andre har øget manganindholdet. Nogle andre typer har øgede mængder kulstof, mangan og silicium.

Overskydende silicium i svejsetråd resulterer i kraftig sprøjtning, gasning i svejsepuljen og ikke-metalliske materialer i svejsemetallet. Maksimalt siliciumindhold er derfor op til 0-95%.

Indholdet af skadelige urenheder som svovl og fosfor bør ikke overstige 0-04% hver. I nogle ledninger, især de der anvendes til svejsning legering stål, er den maksimale mængde svovl og fosfor tilladt 0-03% hver.

Tråddiameteren strækker sig fra 0-5 til 2-5 mm med 0-5, 0-6, 0-8, 0-9, 1-0, 1-2, 1-6, 2-0, 2- 4 og 2-5 mm diameter ledninger er normalt tilgængelige. Svejsemaskiner bruger kontinuerlige ledninger i spoler. Afhængigt af tråddiameteren kan en spole vægge mellem 5 og 500 kg og måle 150 til 1000 mm på tværs.

Svejsetrådene er normalt kobberbelagte for at forhindre rustning og for at forbedre den aktuelle opsamling fra kontaktrøret, det hjælper også under tegning af ledninger gennem dør. For at undgå skadelige virkninger og afskalning af kobberbelægning holdes den sædvanligvis meget tynd, og den maksimale mængde kobber er angivet ved 0-4 vægt% af ledningen.

Bortset fra kulstofstål fremstilles svejsetråde også af rustfrit stål, aluminium og legeringer, nikkellegeringer, magnesiumlegeringer, titanlegeringer og kobberlegeringer.

Svejsetrådene er tilgængelige både i faste og rørformede former, sidstnævnte indeholder flux i den.

Specifikationer for faste ledninger og stænger :

Flere systemer anvendes til at specificere svejselektroder eller stænger. AWS-specifikationen er et af de velkendte systemer til kodificering. Den består af et prefiksbrev eller bogstaver efterfulgt af to figurer og bogstavet S og derefter et suffiks, der kan være en figur eller et bogstav eller begge dele.

AWS-identifikation for koldstålelektroder og stænger til gasafskærmet lysbuesvejsning kan forklares ved at overveje en kode, der siger ER-70S-1

ER - Prefix angiver en elektrode eller en svejsestang

70 - angiver en minimumsvejset trækstyrke på 70.000 psi (5000 N / mm ² )

S - angiver fast elektrode eller stang

1 ...... .. 6- Suffixnummer angiver kemisk analyse eller anden anvendelsesfaktor fx 1 angiver 0-07% kulstof og 0-30% silicium.

Alle disse ledninger og stænger er normalt beregnet til brug med dyb polaritet, og de fleste af dem er designet til brug sammen med CO ₂ som afskærmningsgas.

AWS-system vedtaget til identifikation af faste, bare carbonståltråde til nedsænket Arc-svejsning er som følger:

Det har et præfiksbrev E for at indikere en elektrode. Dette efterfølges af et bogstav L eller M eller H for at angive niveauet af mangan; L står for lavt, M for medium og H for højt manganindhold. Det efterfølges af et eller to figurer til at repræsentere den gennemsnitlige mængde kulstof i hundrededele af en procent, for eksempel betyder 8 0 08% kulstof. Suffiks Letter K bruges til at indikere siliciumindhold højere end 0 05%.

Eksempler :

EL8 - Lav mangan (0-30 - 0-55%), gennemsnitligt kulstofindhold 0-08%, 0-05% silicium

EL8K - (0-30-0-55)% Mn, 0-08% C, (0-10-0-20)% Si

EM12 - (0-85 - 1-25%) Mn, (0-09-0-15)% C, 0-05% Si

EH14 - (1-75-2-25)% Mn, (0-10-018)% C, 0-05% Si

Nogle af disse ledninger er meget ens i sammensætningen til dem, der anvendes til gasmetalbuesvejsning.

Rørformede elektroder eller Flux-Cored Wires:

Den fluxkernede tråd består af en metalkappe, som omslutter en flødekerne. Strømmen indeholdt i elektroden udfører i det væsentlige de samme funktioner som belægningen på en overdækket elektrode, det vil sige det virker som en deoxiderende, slaggformet, bue stabilisator og kan tilvejebringe legeringselementer såvel som afskærmningsgassen.

Der er to hovedårsager til indførelsen af ​​flux-cored wire, dvs. I modsætning til solid wire behøver det ikke nødvendigvis stålplader af specifik sammensætning til dets produktion, da den kan fremstilles af strimler af ønsket materiale; det er også lettere at bruge især til svejsning af rør i fast position.

Flux-cored wire, i deres nuværende form, blev introduceret i 1956 i USA. Først blev båndet indeholdende fluxen bragt til den krævede diameter ved foldning, men efterfølgende udvikling resulterede i sømløse metalrør omkring kernen, som indeholder fluxen. De fluxkernede tråde med forskellig konfiguration er tilgængelige, hvoraf nogle er vist i figur 5.1.

I begyndelsen blev fluxkernede ledninger fremstillet i 3, 2 mm diameter, men nu er disse tilgængelige ned til 11 mm diameter.

Typiske fluxkernede ledninger anvendes med CO ₂ som afskærmningsgasen med flux indeholdende slaggdannende bestanddele og legeringselementer. I mange tilfælde indeholder trådene også jernpulver, indsatte ledninger eller metalstrimler, som er delvist ledende.

Tråddiameteren ligger normalt mellem 1-2 og 4 mm med flux, som normalt danner 5-25 vægt% af den samlede tråd, hvilket resulterer i en aflejringseffektivitet på 85 til 95%.

Typer af flux-cored Wires:

De fleste af de fluxkernede ledninger, der er tilgængelige til svejsning af carbonstål, er af rutiltypen, hvor Ti02 (titandioxid) er den vigtigste slaggdannende bestanddel. Disse ledninger tillader relativt sprøjtfri svejsning og producerer svejsninger med glat overflade og let aftagelig slagge.

Fluxkernede ledninger af den grundlæggende type er imidlertid mere populære. De slaggdannende bestanddele af disse ledninger er calciumfluorid, limsten, jordalkalimcarbonater og oxider. Anvendes med lave strømme giver disse ledninger mere spatter, men med højere strøm er metaloverførslen glat med lidt sprøjt. Med carbonstål giver basiskablerne svejsninger med bedre slagstyrke end rutile elektroder. En yderligere slående karakteristik ved svejsemetallet opnået ved anvendelse af basiske fluxkernede tråde er dens ufølsomhed over for spændingsaflastning. Efter annealing ved ca. 600 ° C finder det frygtede fald i slagstyrke ikke sted.

Mens svejseindholdet i svejsemetallet i basisbelagte elektroder, selv om de er fuldt tørrede før brug, er 3 ml / 100 g svejsemetal, kan det være så lavt som 1-2 ml / 100 g svejsemetal til flux- kerne ledninger.

Der er to hovedtyper af flux-cored elektrodetråde, dvs. single run og multi-run ledninger. Den førstnævnte giver ret højt indhold af mangan og silicium i svejsemetallet end sidstnævnte. De fluxkernede tråde kan også være gasafskærmet eller selvafskærmet (intet eksternt gasskærm), det vil sige, det er afskærmet af gas frembragt ved nedbrydning og fordampning af fluxkernen. I sidstnævnte tilfælde skjuler den smeltede slagge dråben gennem metaloverførslen.

CO ₂ -beskyttede og selvbeskyttede fluxkernede ledninger er i stigende grad blevet brugt til at svejse stål over 12 mm tykt, for hvilket deres hovedattraktion har været evnen til at deponere metal kontinuerligt og meget hurtigt ved hjælp af halvautomatiske svejsesystemer. Der har været en samtidig vækst i brugen af ​​GMAW med argonrig gasblanding til svejsestål, hovedsagelig under 12 mm tykt. Den største fordel ved dette har været kombinationen af ​​høj svejsningshastighed med god finish og minimum spatter og slagge.

Kodesystemet til identifikation af fluxkernede ledninger følger det samme mønster som for GMAW faste ledninger, men er specifikt for rørformede elektroder.

Tag for eksempel E60T - 7

Her,

E - Indikerer en elektrode.

60 - Indikerer 60.000 psi (420 N / mm) som minimale svejsetrykstyrke.

T - Angiver rørformet, fabrikeret eller fluxkernelektrode.

7 - En figur mellem 1 til 8 som suffiks angiver kemi af det afsatte svejsemetal, afskærmningsgas og anvendelsesfaktor.

Blandt de mere populære specifikationer er rutiltype (E70T - 1 & E70T - 2), selvbeskyttet type (E70T - 4) og den grundlæggende type (E70T - 5).

Udover carbonstålbaserede fluxkernede ledninger er der også udviklet lavfjernede stålstrømkerner, som gør det muligt at fremstille svejsemetal egnet til de fleste slags stål og til forskellige tekniske krav. Fluxkernede ledninger legeret med nikkel, molybdæn og krom kan anvendes til svejsning af finkornet konstruktionstål med høj styrke, som det tidligere var ønskeligt at svejses med basisbelagte elektroder og basiske strømninger.

Flux-cored wire-teknologien har gjort det muligt for brugerne at skifte fra solid wire CO _2- proces til flux-cored wire proces til forskellige fordele. Processen er meget hurtigere, enklere og økonomisk end nedsænket buesvejsning, med højere produktivitet i visse applikationer, f.eks. I skibsbygning, rørformede eller fluxkernede ledninger anvendes også til overfladebehandling og SAW-applikationer.

En kerneforbindelse, hvori flux er blevet erstattet af metalpulver, anvendes med argon-rige afskærmningsgas til at deponere svejsemetal ved meget høje hastigheder i stålplader fra 5 til 60 mm tykke. De har gode mekaniske egenskaber, er næsten fri for stænk og har lav slagge. Røg er også lav, og slaggfjernelse mellem kørsler er ikke nødvendig.

MIG-svejsning med kædetråd kombinerer de bedste egenskaber ved både inertgasafskærmning og fluxkerneteknologi. Den faste tråd udskiftes med en kerneforbindelse, hvor kernen består af metalpulver og deoxidisatorer i stedet for de normale slaggdannende fluxer. Når denne ledning er deponeret under en afskærmningsgas, der består af argon med en lille procentdel af CO _2- svejsninger, er næsten identiske med MIG-svejsninger, men med højere aflejringshastigheder forbundet med fluxkernede ledninger.

De kerneforbindelser er normalt lavet i 1, 6 mm diameter og er designet til all-positions svejsning med højere procentgendannelse, når de anvendes med argonrig gas og giver næsten ingen slagg. Den procentuelle genvinding, der defineres som vægtforholdet af metal deponeret til vægten af ​​forbrugsmaterialer anvendt multipliceret med 100 varierer fra en proces til en anden som vist i tabel 5.3.

Forbruget # 3. Svejsning Fluxes:

Flux er et væsentligt aspekt ved den nedsænket buesvejseproces, og den tjener følgende formål:

1. Den del af fluxen, som smelter flyder som et flydende tæppe over det smeltede metal, beskytter det mod de skadelige virkninger af omgivende atmosfære og derved reducerer opsamlingen af ​​oxygen og nitrogen.

En ide om effektiviteten af ​​en flux til beskyttelse af svejsepoolen mod atmosfærisk forurening kan opnås ud fra nitrogenindholdet i svejsemetallet. Ved svejsning med bare elektroder er nitrogenindholdet i svejsemetallet så højt som 0-18%. Tungbelagte elektroder holder tallet nede til 0-026%, mens der i SAW maksimalt er 0 005% nitrogen i svejsepåfyldning.

2. Det virker som en god isolator og koncentrerer varme inden for en forholdsvis lille svejsningszone, hvilket forbedrer fusionen af ​​det smeltede metal fra svejselektroden og modermaterialet.

3. Det virker som et rengøringsmiddel til svejsemetallet, absorberer urenheder og tilføjer legeringselementer som mangan og silicium.

4. På grund af flux er svejsemetallet ikke kun rent, men det er også mere tæt og har derfor fremragende fysiske egenskaber.

5. Fluxens tæppe forbedrer processens effektivitet ved at reducere stænk og brændende tab, som er uundgåelige med en almindelig åben buet.

Sammensætning og kemisk klassificering af SAW Fluxes:

Bestanddele af flux er i grunden råmaterialer af geologisk oprindelse, der er baseret på silica, silicater, kalksten, ler, oxider, fluorider og andre mineraler. Mange bestanddele af en flux forbedrer ikke dets egenskaber meget, men er hovedsagelig til stede som en rest; Men i en grad kan de påvirke dens fysiske og kemiske adfærd.

Generelt består en SAW-flux af kvarts (Si02), hausmanil (Mn3O4), korund (Al2O3), periclase (MgO), calcit (CaCO3), fluorit (CaF2), kalksten (CaO) zirconiumoxid (ZrO2), kryolit (Na3AlF6), dolomit (CaMg (CO3) ₂ ), ferrosilicium (FeSi2), magnesit (MgCO3), rhodenit (MnSiO3), rutil (Ti02), wellastonit (CaSiO3), zircon (ZrSiO4) samt oxider af barium, natrium, kalium og jern, dvs. BaO, Na20, K20 og FeO. Det kan bestå af alle disse elementer eller nogle af dem i de ønskede proportioner. Hvert element inducerer forskellige egenskaber i svejsestrømmen, således at manipulation af deres proportioner giver fluxens egnethed til at opfylde kravene.

Afhængigt af mængden af ​​forskellige bestanddele kan en flux være sur, basisk eller neutral.

Disse egenskaber bestemmes af flaskens BASICITY INDEX (BI), som defineres som forholdet mellem basiske oxider og sure oxider, det vil sige:

En flux betragtes som sur, hvis BI <1, neutral for BI mellem 1-0 og 1-5, grundlæggende for BI mellem 1, 5 og 2, 5 og meget basisk for BI mere end 2, 5.

Nogle af fluserne klassificeret på baggrund af ovenstående overvejelser er angivet i tabel 5.4:

Roller af flydende ingredienser:

1. Silica (Si02):

Det er et surt oxid, der udgør den øverste gradient af alle SAW-fluxer. Det giver den nødvendige viskositet og strømbærende kapacitet til strømmen i smeltet tilstand. Jo højere SiO _2- indholdet øger viskositeten og strømens nuværende bæreevne. Det forbedrer slaggaftagbarheden med følgelig god svejsestråleudseende uden underskæring selv ved 1000A. SiO ₂ fører imidlertid til tab af deoxiderende midler og forårsager diffusion af silicium i svejsemetallet, hvilket resulterer i ringere mekaniske egenskaber specielt slagstyrken.

Si02 i flux varierer fra 25 til 55 vægt%. Men fluxerne indeholdende Si02 mere end 40% viser hurtig oxidation af legeringselementer og øgede mængder af ikke-metallisk inklusion i svejsemetallet, hvilket resulterer i reduceret svejsemetal sejhed.

Si02 reducerer bredden til penetrationsforholdet mellem svejsekuglen. Det reducerer også bue stabiliteten.

2. Manganoxid (MnO):

Det fører til legering af mangan til svejsemetallet, og det forbedrer dets sub-nul egenskaber.

MnO favoriserer højere svejsningshastigheder og dybere penetration. Det mindsker følsomheden over for rustporøsitet, men det nedsætter også den aktuelle bæreevne og viskositeten. MnO forbedrer imidlertid bue stabiliteten.

3. Rutil (Ti02):

Det er kemisk neutralt oxid. Det giver metallurgisk fordel ved dannelsen af ​​acikulær ferrit på grund af kornraffinering. Det forbedrer bue stabilitet og slagegenskaber.

4. Aluminiumoxid (Al203):

Det forbedrer også slagegenskaberne af svejsemetallet, der skyldes (o kornraffinering og [løgdannelse af acikulær ferrit. Den mindsker imidlertid bue stabilitet og viskositet og giver medium penetration.

5. Zirconia (Zr02):

Det fjerner de skadelige elementer som ilt, nitrogen, svovl og fosfor. Det virker dog primært som et kornraffineringselement og fremmer dannelse af acikulær ferrit.

6. Bor, vanadium og niobium:

Disse elementer er ansvarlige for kornforfining i svejsemetal, men når de er overskydende, fører det til nedbørshærdning.

7. Kalksten (CaO):

Det er en af ​​hovedkomponenterne i strømmen i form af bue stabilitet og fluiditet. CaO er et meget stabilt oxid, grundlæggende i naturen. Det nedsætter viskositeten og gør fluxen meget følsom for fugt. Denne hygroskopiske karakter fører til porøsitet i svejsekugle.

CaO fjerner svovl og fosfor og øger slagstyrken af ​​svejsemetallet. Det giver dog meget lavt indtræk og øger tendensen til underbud.

8. Kalsiumfluorid (CaF2):

Det øger fluiditeten af ​​smeltet metal og fører til sprøjteoverførsel. Det hjælper med at fjerne opløst brint fra smeltet metalstål ved at danne hydrogenfluorid, for hvilket stål ikke har nogen affinitet.

9. Calciumcarbonat (CaCO3):

Det reducerer viskositeten og gør fluxen mere grundlæggende. Det undgår absorption af fugt.

10. Deoxidisatorer (Al, Mn, Ti, Si):

Disse elementer i flux hjælper med at fjerne ilt fra svejsemetallet på grund af deres højere affinitet for ilt end for andre elementer til det. Bortset fra det Al, Ti og Mn forbedres også mekaniske egenskaber ved svejsemetal gennem kornraffinering.

11. Natriumoxid (Na20) og kaliumoxid (K20):

Disse er lav ioniseringspotentielle elementer og er mest ustabile bestanddele af en flux. De fordampes og diffunderer i buehulrummet, der tilvejebringer lav ioniseringspotentiale dampe i bue nærhed og dermed forbedre bue stabilitet.

Hovedmålene med de forskellige bestanddele af en fluxbue for at opnå bue stabilitet, ønsket fluiditet af smeltet flux og let aftagelighed af den størkne slagge efter svejsning.

Med hensyn til lysbue stabilitet forringer CaF ₂ det, selv om dets tilsætning er afgørende for styring af porøsiteten. Det er derfor afgørende at finde en balance mellem disse modstridende krav. De elementer, der forbedrer bue stabilitet omfatter kalium, natrium og calcium. Gennem dens virkning på bue stabilitet bærer sammensætningen af ​​en flux direkte på svejsningens formning.

En for stor mængde CaF2 eller Si02 i fluxen vil forringe bue stabiliteten og dermed den rigtige formning af svejsningen. Den resulterende svejsning vil være smal, med overdreven indtrængning, fordi lysbuen bliver kort og mindre manøvrerbar. På den anden side gør tilstedeværelsen af ​​nogle indgradienter som CaO, Na2O, K2O lysbuen lang og bøjelig, og den resulterende svejsning er bred og normal penetration.

Overskydende mængder CaF ₂ og SiO ₂ er uønskede også fordi de giver anledning til giftige fluorider, carbonmonoxid (CO) og nitrogenpentaoxid, så konstant kontrol skal holdes på deres indhold i svejseforretningens atmosfære.

Fluiditeten af ​​en flux, når den smeltes, er også en faktor, der påvirker formen af ​​en svejsning. En flux, hvis fluiditet i smeltet tilstand varierer meget, når temperaturen betegnes som kortflux, og en flux, hvis fluiditet forbliver mere eller mindre konstant, betegnes som langflux, som vist i figur 5.2. Lange fluxer producerer grove krusninger på svejsningen og korte fluxer, fine krusninger.

Hvis en flux har lav fluiditet al svejsemetallets størkningstemperatur, vil svejsens overflade være grov, med en lang række kamme og huler. Slaggen klæber let til en sådan overflade og er meget vanskelig at fjerne.

Overskydende mængder Si02, MnO og FeO gør også slaggen vanskelig at løsne og derved svækker svejseprocessen, især ved multi-pass svejsning.

Fluxer bør også ikke danne for meget støv, da det kan forårsage silikose (en lungesygdom forårsaget af støv i støv, der indeholder silica). Som en sikkerhedsforanstaltning skal alt fluxhåndtering være mekaniseret.

Fysisk klassificering af SAW Fluxes:

Fluxer til nedsænket buesvejsning granuleres til en styret størrelse og kan være en af ​​de to hovedtyper, nemlig:

(i) smeltede fluxer

(ii) agglomererede fluxer.

(i) sammensmeltede flukser:

De mest anvendte fluxer er smeltede fluxer. De er fremstillet af mineraler som sand (SiO ₂ ), manganmalm (MnSiO ₃ ), dolomit (CaMg (CO ₃ ) ₂ ) par, kridt (CaCO ₃ ) osv. Som navnet antyder, fremstilles en smeltet fluss ved at smelte in-gradients top 'en ovn og kornet efter behov Det er fri for fugt og er ikke hygroskopisk.

Årsagen til fusion af ingredienserne er, at den knusende og mekaniske blanding af indgradienterne ikke giver en homogen masse. De forskellige minerals korn varierer i tæthed og adskiller sig fra hinanden ved håndtering. Denne adskillelse ændrer uundgåeligt sammensætningen af ​​blandingen, og fluxen mislykkes i at betjene den tilsigtede funktion.

Stål med lavt kulstof er oftest svejset med smeltede fluxer.

Nogle af de velkendte smeltede fluxer fås i to kornstørrelser. Den grovere størrelse er beregnet til automatiske buesvejsemaskiner og den finere størrelse til halvautomatiske bærbare SAW-maskiner. I den første er kornstørrelsen 3-0 til 0-355 mm, og i sidstnævnte 1-6 til 0-25 mm. I udseende er kornene gennemsigtige partikler fra gul til rødbrun i farve. Den nominelle sammensætning af en af ​​disse fluxer er,

En anden smeltet flux til rådighed er også meget lidt anderledes end den ovenstående. Begge er fremstillet af sand indeholdende mindst 97% silica, manganmalm indeholdende mindst 50% mangan og ikke over 0-2% phosphor; fluorspar, der bærer 75% CaF2 og ikke over 0, 2% svovl; kaustisk magnesit med mindst 87% magnesiumoxid; og kulstofbærende materialer til at deoxidisere fluxen, da den er fusioneret, for eksempel trækul, antracit, koks, savstøv osv.

(ii) agglomererede flukser:

Som også omfatter keramiske fluxer, fremstilles ved at blande indgradienterne sammen og binde kornene med vandglas (natriumsilicat). Disse fluxer indeholder ferrolegeringer (ferro-mangan, ferrosilicium og ferro-titanium) og giver et højt indhold af silicium og mangan og andre legeringselementer i svejsemetallet.

En sådan flux, hvorfra alle andre klassificeringer kan opnås ved at indføre legeringsadditioner, har følgende sammensætning efter vægt:

Med denne sammensætning kan man opnå et højlegeret svejsemetal med lav-carbon elektrodetråd.

Ulempen ved keramiske duxer er, at de let absorberer fugt, og deres korn er af ringere mekanisk styrke, hvorfor fluxen ikke kan anvendes gentagne gange.

Keramiske flusser skal opbevares i hermetisk lukkede beholdere og påberåbes før brug. For at undgå støvdannelse bør de aldrig opbevares eller transporteres i bløde gunny poser.

Faktorerne for effektiviteten af ​​en flux til opnåelse af de ønskede funktioner er dybden og bredden af ​​flussengen og størrelsen og formen af ​​fluxkorn. Normalt bør flussengen være mindst 40 mm dyb og 30-40 mm bredere end leddet. En utilstrækkelig dybde eller bredde af flussengen vil udsætte zonen for luft, hvilket medfører, at det smeltede metal vil samle nitrogen og svejsemetalens svejsning reduceres. Dette gælder også for grovkornede fluxer. Af samme grund er glasagtige strømninger bedre end pimpstenlignende.

Ved skærmet metalbuesvejsning med tungbelagte elektroder legeres svejsemetallet med ferrolegeringerne indeholdt i belægningen. På grund af dette kan et højlegeret svejsemetal opnås selv med almindelig lav-carbon elektrodledning. De mest anvendte smeltede fluxer indeholder imidlertid ikke ferrolegeringer, og de eneste legeringselementer er silicium og mangan.

Mængden af ​​Si og Mn optaget af svejsemetallet afhænger af svejsebetingelserne, analysen af ​​strømmen såvel som den for elektroden og det anvendte forældremetal. De sædvanlige tal er 0-1 til 0-3% silicium og 0-1 til 0-4% mangan.

Den omtrentlige andel af dør forskellige hovedbestanddele af flusser fremstillet af en større producent i Storbritannien og deres virkninger på svejsemetalsammensætning for en given fyldtråd er anført i tabel 5.5.

Specifikation for SAW Fluxes:

I henhold til AWS-kodningssystem er SAW-fluxer specificeret i overensstemmelse med de mekaniske egenskaber af svejsemetal for en specifik elektrodetråd.

Fluxen er identificeret ved hjælp af et specielt specifikationssystem, der bruger præfiks bogstavet F til at angive flux. Det næste ciffer indikerer minimale trækstyrke i 10.000 psi (70 N / mm ² ) af svejsemetallet. Det næste ciffer eller bogstavkode angiver den laveste temperatur, hvormed svejsemetalens slagstyrke vil være lig med eller overstige 27 J (20 ft-Ib).

Denne kode er som følger:

Dette kode ciffer efterfølges af et bindestreg og derefter bogstavet E for at betegne en elektrode. Det efterfølges af et brev, der angiver niveauet af mangan, der er L for lavt (0-30-0-60%), M for medium (0-85-1-40%) og H for højt (1-75 - 2-25%) mangan. Dette efterfølges af et tal, som er den gennemsnitlige mængde kulstof i punkter eller hundrededele af procent.

F74-EM12 vil for eksempel angive en SAW-flux med følgende egenskaber:

F - flux

7 - svejsemetal med en minimumsstyrke på 70.000 psi (500 N / mm2)

4 - svejses med en slagstyrke på 27 J ved -40 ° C

E - med fyldtråd som elektrode

M - svejsemetal mangan på mellemniveau, dvs. 0-85 til 1-40%

12 - svejsemetal kulstofindhold på 0-12%.

Elektroslag svejsning (ESW) fluxer ligner SAW fluxes, men er oftere af den smeltede type. 'Die-flux skal forblive helt i smeltet tilstand for at lede elektricitet for at gøre ESW-processen i drift. Den smeltede flux giver den nødvendige modstand mod strømmen for at holde den ved den ønskede temperatur.

Strømmen giver også elementer til at rense og deoxidisere svejsemetallet og beskytte det mod de skadelige virkninger af atmosfærisk nitrogen og ilt. Strømmen i smeltet tilstand skal have en lavere densitet end stål for at holde den overflydende over det smeltede metal.

Forbrugsstoffer # 4. Afskærmningsgasser:

De store afskærmningsgasser, der anvendes til gaswolframbuesvejsning, gasmetalbuesvejsning og plasmabuesvejsningsprocesser er argon, helium og carbondioxid. Bortset fra disse kvælstof anvendes også oxygen, hydrogen og deres blandinger med de første tre gasser til opnåelse af de ønskede perlekonfiguration og svejsemetalegenskaber.

Disse afskærmningsgasser kan klassificeres i to grupper, nemlig:

en. Inerte gasser som (i) argon og (ii) helium,

b. Gasser, der opløses i og reagerer med metalet, for eksempel CO ₂, O ₂, H ₂ og N ₂ .

Argon:

Det er en ikke-brændbar, ikke-eksplosiv gas opnået fra luft ved dyb nedkøling og fraktionering, hvor den er til stede i omfanget af 9, 3 x 10 ° C. Det er ca. 23% tungere end luft.

Generelt markedsføres argon i tre karakterer, siger A, B og C, der indeholder henholdsvis 0-01, 0-04, 0-1% urenheder. Kommerciel argon indeholder 16-7% urenheder. For høj klasse svejsearbejde er renheden af ​​argon, der kræves, ca. 99-995%.

Argon er giftfri, men kan forårsage kvælning i lukkede rum ved at erstatte luften.

Argon opbevares og afsendes i standard stålcylindre i gasformig suite. Cylindre til ren argon er malet sort nederst og hvidt på toppen, hvor ordene 'Pure Argon' er stenciled. I en cylinder holdes gassen under et tryk på 150 atmosfæren (15 N / mm ² ca.) - når den er fuldt fyldt.

En standard 40 liters cylinder indeholder 6 kubikmeter (6000 liter) argon. Fra en cylinder argon tilføres svejseoperationen ved hjælp af en trykregulator, der er fastgjort til ventilen i cylinderens hals. Trykregulatoren bringer trykket af gassen ned til det tal, der kræves til svejsning (som normalt er under 0-5 atmosfære) og holder også arbejdstrykket konstant uanset tryk i cylinderen. Trykregulatorerne for argoncylindre er malet sort.

Flowhastigheden af ​​argon måles med en flowmåler kaldet rota-meter, som er fastgjort til regulatoren.

De specifikke anvendelser af forskellige kvaliteter af argon til svejsning er anført nedenfor:

Lønklasse A:

Grade A (99-99% ren eller mere) argon anvendes til svejsning af aktive og sjældne metaller og også til svejsning af komponenter fremstillet af andre materialer, i færdiggørelsesfasen.

Klasse B:

Grade B (99-96% ren) argon anvendes til svejsning af aluminium og magnesium base legeringer.

Klasse C:

Grad C (99-9% ren) argon anvendes til svejsning af rustfrit stål og andre højlegerede stål.

Helium:

Helium er en sjælden gas. Det er til stede i atmosfæren til kun 0-52 x 10 ^-3 %. Hertil kommer, at helium er til stede op til 10% i naturgas. Det skyldes også forfaldet af visse radioaktive elementer og findes i nogle uranmineraler.

På grund af dets høje omkostninger er helium relativt mindre anvendt inert gas.

Det er en let gas, der vejer kun 1 / 7th luften. Dette komplicerer svejsebassinet beskyttelse og resulterer i øget gasforbrug.

Helium sælges i to lønklasse. Grade I er 99-6-99-7% ren og Grade II 98-5-99-5% ren. Den opbevares og sendes i gasform i standardcylindre under et tryk på 15 MPa (150 atomer.). Commercial Helium I er opbevaret i cylindre, der er malet brunt og ikke påskrevet. Handels Helium II holdes i cylindre, der er malet brunt og bærer ordet 'Helium' stenciled med hvid maling.

Helium har det højeste ioniseringspotentiale for nogen af ​​afskærmningsgasserne, og derfor kan en svejsebue betjenes med langt højere potentiale end argon. Således giver bue med heliumafskærmning en større mængde varme. På grund af sin lette vægt har helium tendens til at flyde væk fra bueområdet og derved producere et ineffektivt skjold, med mindre højere strømningshastigheder opretholdes.

Men dens lette vægt er nyttig til overhead svejsning. På grund af større strømningshastighed, der er påkrævet for helium, opnås højere svejsningshastigheder. Det er muligt at svejse ca. 35 til 40% hurtigere med helium end ved anvendelse af argon som afskærmningsgas. Den bruges ofte i gaswolframbuesvejsning, gasmetalbuesvejsning og automatiske MIG-svejseprocesser.

Carbondioxid:

Det er en farveløs gas med en let mærkbar lugt. Når det opløses i vand giver det en sur smag. Det er omkring 1, 5 limes tungere end luft.

Industrielt fremstilles CO ₂ ved calcination af koks eller antracit i specialdesignede kedelbrande og ved at fange det fra naturlige kilder. Det opnås også som biprodukt ved fremstilling af ammoniak og fermentering af alkohol

Under tryk bliver CO ₂ en væske, og dette ved tilstrækkelig afkøling størkner til et sneagtigt stof (kaldet tøris) fordampning ved -57 ° C.

Den tøris og gasformige CO _{2, der} anvendes kommercielt, opnås fra flydende CO _2, som er en farveløs væske. Når man får lov til at fordampe ved 0 ° C og normalt tryk (760 mm Hg), producerer 1 kg CO ₂ 509 liter gasformigt CO ₂ .

Flydende CO ₂ afsendes i stålcylindre, hvor den optager 60 til 80% af det samlede rum. En standard 40 liters cylinder holder 25 kg væske, der producerer ca. 15 cu.m. af gas ved fordampning. Gasets tryk i cylinderen afhænger af temperaturen, der går ned, da mere gas tappes fra cylinderen.

CO _{2, der} anvendes til svejsning, kan være af to karakterer. Klasse I skal indeholde mindst 99-5% (volumen) ren CO ₂ og ikke over 0-178 g / m ³ fugt. De tilsvarende tal for klasse II er 99-0% og 0-515 g / m ³ .

Kromens gennemtrængningsegenskaber svarer til heliumets gennemtrængningsegenskaber på grund af lighedernes ligheder. CO ₂, der anvendes til svejsning, skal være fri for al fugt, fordi fugt frigiver hydrogen, der frembringer porøsitet i svejsemetallet. Da CO ₂ har større elektrisk modstand, skal den nuværende indstilling være 20 til 30% højere end den, der anvendes med argon og helium.

CO ₂ betragtes som inert ved normal temperatur og tryk. Ved forhøjede temperaturer dissocieres det imidlertid i omfanget fra 20 til 30% i CO og O. CO er toksisk og har en sikker koncentration på kun 175 ppm (dele pr. Million) sammenlignet med 5000 ppm for CO ₂ . Dette kræver et effektivt udstødningssystem for at beskytte mod de dårlige virkninger af CO.

Det negative karakteristika ved dannelsen af ​​ilt er, at det kan reducere metalets nominelle styrke. En anden stor ulempe ved anvendelsen af ​​CO ₂ er dens ekstreme modstandsdygtighed mod strømmen. På grund af denne modstand er lysbuen følsom. Når lysbuen er for lang, vil den slukke mere let, end når der anvendes en inert gas, som argon eller helium.

Defekte svejsninger produceres oftest, når der anvendes CO ₂ fra toppen eller bunden af ​​en cylinder. Dette skyldes, at gassen øverst bærer de fleste urenheder (nitrogen, ilt og fugt), mens vandet kan være der. 150-200 gm / cylinder samler under den flydende CO ₂ i bunden. Ændring af flydende CO ₂ er helt opbrugt, gasen, der kommer ud af cylinderen, vil indeholde for høj fugtighed.

For at undgå mangler på grund af urenheder i CO ₂ vil det være en god plan at lade den friskleverede CO ₂ afregne i 15, 20 minutter og slippe den øverste del af indholdet ud i atmosfæren. Det er også en god praksis at dreje en cylinder på hovedet og lade den hvile i denne position i ca. 15 minutter. Efter denne periode skal ventilen åbnes omhyggeligt, alt vandet i cylinderen vil strømme ud.

Når CO ₂ tappes med en hastighed på mere end 1000 l / time (ved kontinuerlig svejsning), vil det være velinformeret for en operatør at bruge mindst to cylindre forbundet parallelt.

Hvor store mængder CO ₂ er involveret, kan den sendes i tankskibe og hældes i fordamper. CO ₂ kan også sendes som tøris og fordampes i brugerens lokaler. Større fordele ved at anvende fast CO ₂ til svejsning er gasens høje renhed og bedre transportabilitet. Briketter af fast CO ₂, som afsendt af en leverandør, henvender sig til gas i særlige fartøjer opvarmet enten med el eller varmt vand.

Andre gasser:

Generelt anvendes Ar, He og CO ₂ enkeltvis eller i blandinger som afskærmende gasser til svejsning. Imidlertid tilsættes ganske ofte andre gasser som O ₂, H ₂ og N ₂ til disse gasser for at opnå bestemte ønskede former og egenskaber ved svejsesaflejringer.

Oxygen er farveløs, lugtfri og smagløs aktiv gas, der kombinerer med mange elementer for at danne oxider. I stål kan det kombineres med kulstof til dannelse af CO, som kan blive indfanget i det størkne svejsemetal og resultere i porer eller hulrum. Denne defekt overvindes sædvanligvis ved tilsætning af deoxidisatorer som Mn og Si.

Hydrogen er den letteste gas til stede i atmosfæren i omfanget 0-01%. Hydrogen kan imidlertid også være til stede i bue-atmosfæren fra fugt eller carbonhydrider, som er til stede på basismetal eller fyldtråd. Det opløses i smeltet stål, men dets opløselighed i stål ved stuetemperatur er meget lav. Således går brintet, der undslipper, til korngrænserne og kan resultere i revner. Det forårsager også underkugler i HAZ.

Kvælstof er i rigeligt i atmosfæren. Det er farveløst, lugtfrit, ikke-toksisk og næsten en inert gas. Det er opløseligt i smeltet stål, men dets opløselighed i stål ved stuetemperatur er meget lav. Således kan det også forårsage porer og hulrum. I meget små mængder kan nitrater, hvis de er dannet, øge styrken og hårdheden af ​​stål, men reducere dens duktilitet, som kan føre til revnedannelse. Nitrogen bruges til tider til svejsning af kobber, fordi det giver en høj varmebue. På grund af sin lave pris sammenlignet med argon bruges den ofte til rensning af rør- og rørsystem i rustfrit stål.

Gasblandinger:

Gasblandinger, der almindeligvis anvendes i buesvejsningsprocesser, indbefatter Ar-He, Ar-CO2, Ar-O2, Ar-H2, Ar-CO2-02 og lignende.

Forholdet mellem argon og Ar-He-blandinger kan variere fra 25 til 95% Ar. For svejsning af aluminium er en kombination, der ofte anvendes, imidlertid en blanding af Ar-75% He eller Ar-80% He. Argon som afskærmningsgas hjælper med at fjerne oxider, og det udviser også en vis mængde porøsitetskontrol over svejseporten. Helium hjælper med at give en god perle konfiguration. De fleste jernholdige og ikke-jernholdige metaller kan svejses med enten helium eller argon eller deres blandinger. Helium er særlig nyttigt til svejsning af tungere sektioner af aluminium, magnesium og kobber samt til overhead svejsning.

En blanding af CO ₂ -75% Ar eller CO, -SO ₂ % Ar er meget populær til svejsning af strukturelle og lavlegerede stål. Argon forbedrer metaloverføringsegenskaberne, og CO ₂ hjælper med at forbedre perlens form og økonomi i processen. Disse blandinger anvendes dog på tyndere sektioner af stål, når perleudseendet er vigtigt. Disse er også fundet nyttige til udvendig svejsning på ekstremt tyndt plade.

Oxygen sættes nogle gange til argon med henblik på at forbedre perleformen ved svejsning med lavt kulstofstål. Lille mængde ilt tilsat til argon giver betydelige ændringer. For eksempel udvider den dybe penetrationsfinger i midten af ​​perlen; det forbedrer også perlekonturen og eliminerer underskæringen ved svejsens kant.

Oxygen tilsættes normalt i mængder på 1%, 2% eller 5%. Maksimal mængde ilt anvendt til Ar-O2-blandinger er 5%. Højere mængder kan, hvis de tilsættes, føre til porøsitet i svejsemetallet. Hovedformålet med at tilsætte ilt til argon er at danne termisk jernoxid på overfladen af ​​stålelektroden, som forbedrer dens emissivitet og gør katodens plet bredere og stabilt, hvis elektroden bliver negativ.

Hydrogen sættes nogle gange til argon, men mængden er begrænset til højst 5%. De anvendte blandinger er normalt Ar-2% II eller Ar-4% H2. Tilsætning af hydrogen forårsager stigning i buespænding, som fører til højere varme i buen. Ar-H _2- blandingen bør ikke anvendes til lavt kulstof eller lavlegeret stål, da det kan medføre brintknækning, der ofte omtales som brintpredning. Den anvendes hovedsageligt til svejsning af nikkel eller Ni-legeringer. Tunge sektioner af rustfrit stål er også svejset med denne blanding.

Blanding af CO ₂ - O ₂ eller Ar - CO ₂ - O ₂ bruges også nogle gange til svejsning af milde stål. Dette forbedrer metoden til overførsel af metal og perler. Tilsætning af ilt resulterer i varmere løbe af buen og undgår således mangel på fusion.

Brug af chlor, i små mængder, som afskærmningsgas til aluminium forbedrer bue stabiliteten. Også nitrogenoxid som en meget lille tilsætning (<0-03%) til afskærmningsgasen til svejsning af aluminium hjælper med at reducere ozonindholdet i svejsesonen.

Generelt kan sammensætningen af ​​afskærmningsgasen til gasafskærmet lysbuesvejsning af forskellige metaller og deres legeringer baseres på retningslinjerne angivet i tabel 5.6. Perlerformer opnået med forskellige afskærmningsgasser er vist i figur 5.3.