Processvariabler i SAW
De vigtige procesvariabler i nedsænket buesvejsning (SAW) omfatter svejsestrøm, buespænding og svejsningshastighed.
Svejsestrålegeometrien påvirkes imidlertid også betydeligt af elektrode til arbejdsvinklen, hældning af arbejdsstykket (op ad bakke eller ned ad bakke), fælles kantpræparation, elektrodeudstansning, typen af strøm og polaritet, elektrodediameter og type og kornstørrelse af flux. Effekten af disse procesvariabler bestemmes gennem deres virkninger på svejsestrålegeometri.
På grund af højvarmeindgang i SAW er svejsepuljen, det vil sige laget af det smeltede metal mellem buen og det forældede, ikke-smeltede metal i væsentlig grad, og da dette lag har lavt termisk ledningsevne, har det derfor en markeret effekt på penetrationsdybden. Således ledsages en stigning i dybden af dette smeltede metallag af en stigning i dybden af penetration.
Med stigningen i svejsestrømmen øges det tryk, der udøves af lysbuen, som driver det smeltede metal ud under bue og det fører til øget penetrationsdybde. Svejsens bredde forbliver næsten upåvirket. Da øget svejsestrøm ledsages af stigning i ledningstilførselshastigheden, resulterer det i større svejsearmering som vist i figur 8.5. Variation i strømtæthed har næsten samme effekt på svejsestruktur som variationen i strømstyrken. Svejsning med DCEP giver dybere penetration end DCEN.
Svejsestrømmen, I w, er givet af:
I w = p / k
hvor p er penetrationsdybden, og k er proportionalitetsfaktor, som afhænger af den type strøm, elektrodepolaritet, tråddiameter og den anvendte type flux. Dens værdi varierer mellem 1, 25 og 1, 75 for filet- og støtfuger, mens det for overfladebehandling af SAW ligger mellem 1, 0 og 1, 15.
For en given svejsestrøm resulterer et fald i tråddiameter i stigning i strømtætheden. Dette resulterer i en svejsning med dybere penetration men med noget reduceret bredde. Den neddykkede buesvejsningsproces anvender normalt ledninger med en diameter på 2 til 5 mm, således at en wire med diameter 2 til 3 mm er bedst egnet til dybere penetration ved lave strømme.
Bue spændingen varierer i direkte forhold til buen længde. Med stigningen i bue længde øges lysbuespændingen og dermed er der mere varme til at smelte metal og flux. En øget lysbøjlængde betyder imidlertid mere spredning af buekolonnen; dette fører til stigning i svejsebredde og forstærkningsvolumen, mens penetrationsdybden falder, som det er vist i figur 8.6. Bogspændingen varierer med svejsestrømmen og tråddiameteren, og i SAW ligger den normalt mellem 30 og 50 volt.
Med stigningen i svejsningshastigheden falder svejsens bredde. Men hvis stigningen i hastigheden er lille, øges dybden af indtrængningen, fordi laget af det smeltede metal reduceres, hvilket fører til højere varmeledning hen imod bunden af pladen.
Ved yderligere stigning i svejsningshastigheden, over 40 m / h, falder varmeindgangen pr. Længdeenhed af svejsningen betydeligt, og penetrationsdybden reduceres således som vist i figur 8.7. Ved hastigheder over 80 m / h kan der opstå mangel på fusion. Det er eksperimentelt fastslået, at svejsningshastigheden, S, for en velformet svejsning som en første tilnærmelse bør baseres på følgende forhold.
S = 2500/1 w m / time
hvor, jeg w er svejsestrømmen i ampere.
Elektroden kan holdes vinkelret på arbejdsstykket, vippes fremad eller bagud i forhold til svejsepuljen. Da bue-strømmen har tendens til at justere sig langs elektrodenes akse, er svejsepoolformen forskellig i hvert tilfælde, og således er svejsekulens form.
Ved svejsning med elektrode vippes bagud mod den allerede deponerede perle, der er kendt som forehand svejsning, strømmer smeltet metal under buen, dybden af penetration og forstærkningsbue reduceres, mens svejsens bredde stiger.
Ved svejsning med elektroden vippes fremad, dvs. i retning af sømmen, der skal svejses, kendt som backhand-svejsning, skærer trykket af buen det smeltede metal under bue, dybden af penetrationen og forstærkningens højde stiger, mens svejsens bredde er reduceret. Elektroden i vinkelret position resulterer i perle geometri imellem de opnåede i de ovennævnte to tilfælde. Disse virkninger er vist i figur 8.8.
Fig. 8.8. Effekt af elektrode til arbejdsvinkel på svejsestråle geometri
Arbejdet kan være så positioneret, at det kan præsentere sig i nedadgående, niveau eller opadgående svejseposition. Disse stillinger af arbejdet har lignende virkninger som elektroden til arbejde. Ved svejsning ned ad bakke strømmer det smeltede metal under buen, penetrationsdybden falder, og svejsens bredde øges, mens omvendt er tilfældet i opadgående svejseposition som vist i figur 8.9. Arbejdets hældning må ikke overstige 6 ° til 8 ° ellers, hvis svejsens form kan påvirkes, og der kan opstå manglende fusion.
Afstanden mellem den aktuelle pick-up-spids og buenoten, der kaldes elektrodeudstansning, har en betydelig effekt på svejseparametrien. Normalt er afstanden mellem kontaktspidsen og arbejdet 25 til 40 mm. Hvis udklipningen øges ud over dette interval, resulterer det i forvarmning af elektroden på grund af joule-effekten og det øger i høj grad aflejringshastigheden, som det fremgår af figur 8.10. Også stigningen i smeltehastigheden af elektroden som følge af stigning i elektrodesugning i kg / min pr. Ampere er proportional med produktet af elektrodestrømtætheden og stikket ud.
Den totale smeltehastighed (MR) i kg / min er givet af forholdet:
Fig. 8.10 Effekt af elektrodeudslag på aflejringshastighed
hvor d og L er elektrodens diameter og udklipning i mm. Med stigningen i udklipning falder penetrationsdybden. Denne faktor skal gives i betragtning af, hvor dybere penetration er påkrævet.
Hvis dybden af fluslaget er for tyndt, kan der være for meget lysbue eller bue gennem fluxen. En del fra at være skadelig for operatørens øjne dette
kan føre til porøsitet i svejsning. Hvis fluslaget er for tykt, kan svejsekuglen være smal og humpet. Overdreven procentdel af meget fint kornet flux kan forårsage overfladestøbning, da gasser, som genereres i svejsemetallet, muligvis ikke kan undslippe. Disse pitting er på perleoverfladen omtales undertiden som "pock marks".
