Elektrisk bue svejsning: Betydning, procedure og udstyr

Efter at have læst denne artikel vil du lære om: - 1. Betydning af elektrisk buesvejsning 2. Fremgangsmåde for elektrisk buesvejsning 3. Elektrisk strøm til svejsning 4. Betydning af polaritet 5. Udstyr 6. Kantforberedelse af en fælles 7. Elektroder.

Betydning af elektrisk buesvejsning:

Buesvejsningen er en fusionssvejseproces, hvor den varme, der kræves for at smelte metallet, opnås fra en elektrisk lysbue mellem basismetal og en elektrode.

Den elektriske lysbue produceres, når to ledere rører sammen og derefter adskilles af et lille mellemrum på 2 til 4 mm, således at strømmen fortsætter med at strømme gennem luften. Temperaturen produceret af den elektriske lysbue er ca. 4000 ° C til 6000 ° C.

Der anvendes en metalelektrode, som leverer fyldstofmetallet. Elektroden kan være fluxbelagt eller bare. I tilfælde af bar elektrode leveres ekstra flux materiale. Både svejsning (DC) og vekselstrøm (AC) anvendes til buesvejsning.

Vekselstrømmen til lysbuen opnås fra en trin nedtransformator. Transformeren modtager strøm fra hovedforsyningen ved 220 til 440 volt og træder ned til den nødvendige spænding, dvs. 80 til 100 volt. Strømmen til lysbuen opnås normalt fra en generator, der drives af enten en elektrisk motor eller patrulje eller dieselmotor.

En åben kredsløbsspænding (til optagelse af lysbuen) i tilfælde af DC-svejsning er 60 til 80 volt, mens en lukket kredsløbsspænding (til opretholdelse af lysbuen) er 15 til 25 volt.

Fremgangsmåde for elektrisk buesvejsning:

Først og fremmest skal metalstykker, der skal svejses, rengøres grundigt for at fjerne støv, snavs, fedt, olie osv. Derefter skal arbejdsstykket fastholdes i passende armaturer. Indsæt en passende elektrode i elektrodeholderen i en vinkel på 60 til 80 ° med arbejdsstykket.

Vælg den aktuelle strøm og polaritet. Stedet er markeret af buen på de steder, hvor svejsningen skal udføres. Svejsningen udføres ved at bringe elektroden i kontakt med arbejdet og derefter adskille elektroden til en passende afstand for at frembringe en bue.

Når bågen er opnået, frembringer intens varme, der smelter arbejdet under buen og danner en smeltet metalbassin. En lille depression er dannet i arbejdet, og det smeltede metal er deponeret omkring kanten af ​​denne depression. Det hedder buekrator. Slaget er børstet af let, efter at leddet er afkølet. Når svejsningen er forbi, skal elektrodeholderen tages ud hurtigt for at bryde buen, og strømforsyningen er slukket.

Elektrisk strøm til svejsning:

Både DC (likestrøm) og AC (vekselstrøm) bruges til at fremstille en lysbue i elektrisk lysbuesvejsning. Begge har deres egne fordele og anvendelser.

DC-svejsemaskinen får strøm fra en vekselstrømsmotor eller diesel / benzingenerator eller fra en solid-ensretter.

Kapaciteten af ​​DC-maskine er:

Nuværende:

Op til 600 ampere.

Åben kredsløbspænding:

50 til 90 volt, (for at producere lysbuen).

Lukket kredsløbspænding:

18 til 25 volt, (for at opretholde bue).

AC svejsemaskinen har en trin nedtransformator, der modtager strøm fra hovedstrømforsyningen. Denne transformer træder spændingen fra 220 V-440V til normal åben kredsløbsspænding på 80 til 100 volt. Den nuværende rækkevidde er tilgængelig op til 400 ampere i trin på 50 ampere.

AC svejsemaskinens kapacitet er:

Nuværende rækkevidde:

Op til 400 ampere i trin på 50 ampere.

Indgangsspænding:

220V-440V

Faktisk påkrævet spænding:

80 - 100 volt.

Frekvens:

50/60 Hz.

Betydningen af ​​polaritet:

Når DC-strøm anvendes til svejsning, er følgende to polaritetsformer tilgængelige:

(i) Lige eller positiv polaritet.

(ii) Omvendt eller negativ polaritet.

Når arbejdet er gjort positivt og elektroden er negativ, kaldes polaritet lige eller positiv polaritet, som vist i figur 7.16 (a).

I lige polaritet fordeles ca. 67% af varmen ved arbejdet (positiv terminal) og 33% på elektroden (negativ terminal). Den lige polaritet bruges, hvor der kræves mere varme på arbejdet. Det jernholdige metal, såsom mildt stål, med hurtigere hastighed og lydsvejsning, bruger denne polaritet.

a) ret polaritet

(b) Reverse polaritet

På den anden side, når arbejdet er lavet negativt og elektroden som positiv, er polariteten kendt som omvendt eller negativ polaritet, som vist i figur 7.16 (b).

I omvendt polaritet frigives ca. 67% af varmen ved elektroden (positiv terminal) og 33% på arbejdet (negativ terminal).

Den omvendte polaritet anvendes, hvor der kræves mindre varme på arbejdet som ved tynd pladesvejsning. De ikke-jernholdige metaller som aluminium, messing og bronze nikkel er svejset med omvendt polaritet.

Udstyr påkrævet til elektrisk buesvejsning:

De forskellige udstyr, der kræves til elektrisk lysbuesvejsning, er:

1. Svejsemaskine:

Den anvendte svejsemaskine kan være AC eller DC svejsemaskine. AC svejsemaskinen har en down-down transformer for at reducere indgangsspændingen på 220-440V til 80-100V. DC svejsemaskinen består af et sæt af vekselstrømsgeneratorer eller diesel- / benzinmotorer eller et transformer-ensretter svejsesæt.

AC-maskine fungerer normalt med 50 hertz eller 60 hertz strømforsyning. Effektiviteten af ​​AC svejsetransformator varierer fra 80% til 85%. Energiforbruget pr. Kg. af deponeret metal er 3 til 4 kWh til AC svejsning, mens 6 til 10 kWh til DC svejsning. AC svejsemaskine arbejder normalt med en lav effektfaktor på 0, 3 til 0, 4, mens motoren i DC svejsning har en effektfaktor på 0, 6 til 0, 7. Tabellen nedenfor viser den spænding og strøm, der anvendes til svejsemaskinen.

2. Elektrodeholdere:

Elektrodeholderens funktion er at holde elektroden i ønsket vinkel. Disse fås i forskellige størrelser, ifølge ampere-værdien fra 50 til 500 ampere.

3. Kabler eller ledninger:

Funktionen af ​​kabler eller ledninger er at bære strømmen fra maskinen til arbejdet. Disse er fleksible og lavet af kobber eller aluminium. Kablerne er lavet af 900 til 2000 meget fine ledninger snoet sammen for at give fleksibilitet og større styrke.

Ledningerne er isoleret af gummibeklædning, en forstærket fiberbeklædning og yderligere med en tung gummicoating.

4. Kabelstik og lugs:

Kabelfunktionernes funktioner er at skabe forbindelse mellem maskinkontakter og svejselektroderholder. Mekaniske forbindelsesstykker anvendes; som de kan han samlet og fjernet meget nemt. Stikene er udformet i henhold til den aktuelle kapacitet af de anvendte kabler.

5. Chipping Hammer:

Funktionen med afskæring af hammeren er at fjerne slaggen efter svejsemetallet har størknet. Den har mejsel form og er spids i den ene ende.

6. Wire brush, Power Wire Wheel:

Funktionen af ​​trådbørste er at fjerne slaggpartiklerne efter afskæring ved afskæring af hammeren. Nogle gange, hvis der er til rådighed, anvendes et strømtrådhjul i manuel stålbørste.

7. Beskyttelsesbeklædning:

Funktionerne af beskyttende beklædningsgenstande, der anvendes, er at beskytte hænder og tøj fra svejseren fra varmen, gnisten, ultraviolet og infrarød stråling. Beskyttelses tøj anvendes er læder forklæde, hætte, læder hånd handsker, læder ærmer mv. Den store ankel læder sko skal være slidt af svejseren.

9. Skærm eller ansigtsskærm:

Funktionen af ​​skærm- og ansigtsskærm er at beskytte svejsernes og ansigternes ansigt mod de skadelige ultraviolette og infrarøde stråler, der produceres under svejsning. Afskærmningen kan opnås fra hovedhjelm eller håndhjelm.

Edge forberedelse af en fælles:

Effektiviteten og kvaliteten af ​​svejset led er også afhængig af korrekt forberedelse af kanterne af pladerne, der skal svejses. Det er nødvendigt at fjerne alle skalaer, rust, fedt, maling osv. Fra overfladen inden svejsning.

Rengøringen af ​​overfladen skal udføres mekanisk ved hjælp af stålbørste eller strømtrådhjul, og derefter kemisk ved carbontetrachlorid. Korrekt form til kanten af ​​pladen skal gives for at producere en ordentlig ledd.

Formen af ​​kanterne kan være glat, V-formet, U-formet, omformet osv. Valget af forskellige kantformer afhænger af typen, tykkelsen af ​​metal, der skal svejses. Nogle forskellige typer af riller til kanter af arbejdet er vist i figur 7.17. BADD

(i) Square Butt:

Den bruges, når pladens tykkelse er fra 3 til 5 mm. Begge de kanter, der skal svejses, skal være anbragt i afstand på ca. 2 til 3 mm som vist i figur 7.17 (a).

(ii) Single-V-Butt:

Den bruges, når tykkelsen af ​​pladerne er fra 8 til 16 mm. Begge kanter er skråtstillet til at danne en vinkel på ca. 70 ° til 90 ° som vist i figur 7.17 (b).

(Iii) Double-V-Butt:

Den bruges, når pladens tykkelse er mere end 16 mm, og hvor svejsningen kan udføres på begge sider af pladen. Begge kanter er skråtstillet til at danne en dobbelt V som vist i figur 7.17 (c).

(iv) Single og Double-U Butt:

Den bruges, når tykkelsen af ​​pladen er mere end 20 mm. Kanten forberedelse er vanskelig, men leddene er mere tilfredsstillende. Det kræver mindre fyldstof, som vist i figur 7.17 (d) og (e).

Arc Welding Electrodes:

Arc svejselektroder kan klassificeres i to brede kategorier:

1. Ikke-forbrugelige elektroder.

2. Forbrugelige elektroder.

1. Ikke forbrugelige elektroder:

Disse elektroder forbruges ikke under svejseprocessen, og de kaldes derfor ikke-forbrugelige elektroder. De er generelt lavet af kulstof, grafit eller wolfram. Kulelektroder er blødere, mens wolfram og grafitelektroder er hårde og skøre.

Kul- og grafitelektroder kan kun bruges til DC-svejsning, mens tungstonelektroder kan bruges til både DC- og AC-svejsning. Fyldmaterialet tilsættes separat, når disse typer af elektroder anvendes. Da elektroderne ikke forbruges, er den opnåede bue stabil.

2. Forbrugelige elektroder:

Disse elektroder smeltes under svejseprocessen og leverer fyldmaterialet. De er generelt lavet med lignende sammensætning som det metal, der skal svejses.

Bue længden kan opretholdes ved at flytte elektroden hen imod eller væk fra arbejdet.

De forbrugelige elektroder kan være af følgende to typer:

(i) Blotte elektroder:

Disse fås i form af kontinuerlig ledning eller stænger. De må kun anvendes med lige polaritet i DC svejsning. Bare elektroder giver ikke nogen afskærmning til den smeltede metalpool fra atmosfærisk oxygen og nitrogen.

Således er svejsningerne opnået af disse elektroder af lavere styrke, lavere duktilitet og lavere korrosionsbestandighed. De finder begrænset brug i mindre reparation og lav kvalitet arbejde. De plejede at svejse smedejern og mildt stål. I moderne praksis bliver de ikke brugt eller sjældent brugt. De er også kendt som almindelige elektroder.

(ii) belagte elektroder:

Disse kaldes også nogle gange som konventionelle elektroder. Et belægning (tyndt lag) af fluxmateriale påføres rundt om svejsestangen og dermed betegnet som belagt elektrode. Fluxen giver under svejsning en afskærmning til den smeltede metalsone fra atmosfærisk oxygen og nitrogen. Denne strømning forhindrer også dannelse af oxider og nitrider. Flux reagerer kemisk med de oxider, der er til stede i metallet, og danner en smeltbar slagge med lav smeltepunkt.

Slaget er flydende på svejsens top og kan let børstes efter størkning af svejsningen. Kvaliteten af ​​svejsning produceret af belagt elektrode er meget bedre sammenlignet med den af ​​bare elektroder.

Afhængigt af belægningsfaktoren eller tykkelsen af ​​fluxbelægningen er belagte elektroder opdelt i tre grupper:

(a) Let belagte elektroder.

(b) Mellembelagte elektroder.

(c) stærkt belagte elektroder.

En sammenligning af tre typer coatede elektroder er angivet i tabel 7.10:

Fordele ved Flux Coated elektroder:

Flusbelægningen på svejselektroder har muligvis fordele. Nogle af dem følger:

1. Det beskytter svejsesonen mod oxidation ved at give en atmosfære af intergas rundt om buen.

2. Den producerer lavt smeltetemperatur slagge, som opløser de urenheder, der er til stede i metal som oxider og nitrider, og flyder på overfladen af ​​svejsepuljen.

3. Det forfiner kornets størrelse på det svejsede metal.

4. Det tilføjer legeringselementer til det svejsede metal.

5. Det stabiliserer buen ved at tilvejebringe visse kemikalier, som har denne evne.

6. Det reducerer spattering af svejsemetal.

7. Det koncentrerer lysbuen og reducerer termiske tab. Dette resulterer i øget lysbuetemperatur.

8. Det sænker svejsningens svejsehastighed og fremskynder hærdeprocessen.

9. Det øger hastigheden af ​​metalaflejring og den opnåede penetration.

Bestanddele af elektrodbelægninger:

Elektrodebelægningen kan bestå af to eller flere bestanddele. Forskellige typer af belægninger, der anvendes til forskellige typer metaller, der skal svejses.

Bestanddelene i typiske elektrodbelægninger og deres funktioner er angivet i tabel 7 11. Nogle af dem er diskuteret her:

1. Slagdannende bestanddele:

De slaggdannende ingredienser er siliciumoxid (Sio ₂ ), Manganoxid (Mno ₂ ), jernoxid (F eO), asbest, glimmer osv. I nogle tilfælde anvendes aluminiumoxid (Al ₂ o ₃ ) også gør bågen mindre stabil.

2. Bestanddele til forbedring af bueegenskaber:

Ingredienserne til forbedring af bueegenskaber er natriumoxider (Na2O), Calciumoxider (CaO), magnesiumoxider (MgO) og titanoxid (TIO ₂ ).

3. Deoxiderende bestanddele:

Deoxiderende ingredienser er grafit, pulveriseret aluminium, træmel, calciumcarbonat, stivelse, cellulose, dolomit osv.

4. Bindende bestanddele:

De anvendte bindematerialer er natriumsilicat, kaliumsilicat og asbest.

5. Alloying Constituents:

De legeringselementer, der anvendes til forbedring af svejsestyrke, er vanadiumcobalt, molybdæn, aluminium, chrom, nikkel, zirconium, wolfram osv.

Specifikation af elektroder:

Specifikationerne for elektroder leveres af Bureau of Indian Standard IS: 815-1974 (anden revision).

I overensstemmelse hermed er de belagte elektroder specificeret ved:

(i) Et præfiksbrev.

(ii) Et sekscifret kodenummer.

(iii) Et suffiksbogstav.

(i) Prefikstav:

Præfiksbrevet angiver metoden til fremstilling af elektroder.

Disse præfiksbreve med fremgangsmåde til fremstilling af elektroder er angivet i tabel 7.12:

(ii) Et seks cifret nummer:

Det sekscifrede kodenummer angav præstationsegenskaberne og mekaniske egenskaber ved svejsemetallet.

Betydningen af ​​hvert enkelt ciffer fra en til seks er angivet i tabel 7.13:

(iii) Suffix Letter:

Suffixbrevet angiver elektrodeens særlige egenskaber eller egenskaber.

Disse er angivet i tabel 7.14:

De første cifre i kodenummeret forklarer i det væsentlige den type afdækning, der anvendes på elektroden, og denne dækning betegner ydeevnen.

Der er syv typer af dækker, der repræsenterer det første ciffernummer, angivet i tabel 7.15:

Det andet ciffer i koden angiver svejsepositionen, som angivet i tabel 7.16 nedenfor:

Det tredje ciffer i kodenummeret angiver svejsestrømforhold, der anbefales af producenten af ​​elektrode.

Disse er angivet i tabel 7.17:

Kodens fjerde, femte og sjette ciffer repræsenterer trækstyrke, maksimal udspændingsspænding og procentuel forlængelse med slagværdi.

Disse er angivet i tabel 7.18:

Ud over den ovenfor givne kodning skal alle elektroder overholde testkravene i IS: 814 (del I og II) - 1974. Hver pakke elektroder skal have en markering, der angiver kodning og specifikation.

Eksempel:

IS: 815 kodning: E ​​315 - 411K

Specifikation: Ref: 814 (Del-1)

Betydningen af ​​ovenstående eksempel er at:

(i) Elektroden fremstilles ved fast ekstrudering og er velegnet til metalbuesvejsning af mildt stål. [E].

(ii) Elektroddækket har en mærkbar mængde titanium med basismaterialer og vil frembringe fluid slagge. [3].

(iii) Elektroden er egnet til svejsning i flad, vandret, lodret og overliggende position. [1].

(iv) Elektroden er egnet til svejsning med likestrøm, hvor elektroden er + ve eller -ve. Det er også velegnet til svejsning med vekselstrøm med åben kredsløbsspænding på mindre end 90 volt. [5].

(v) Elektroden har spændvidde af aflejret metal er 410 til 510 N / mm2. [411].

(vi) Elektroden har en maksimal udspændingsspænding af deponeret metal er 330 N / nm ² . [411].

(vii) Elektroden har en minimal procentuel forlængelse i trækprøve af deponeret metal er 20 procent ved en længde på 5, 65 √S _o og den gennemsnitlige slagtestværdi af deponeret metal er 47J ved 27 ° C. [411].

(viii) Elektroden har jernpulver i dækningen, hvilket giver en metalgenvinding på 130 til 150 procent.

(ix) Elektroden overholder IS: 814 (Del-I) -1974.