Teknik til elektroslagssvejsning (ESW)

Efter at have læst denne artikel vil du lære om driften og teknikken til Electroslag Welding (ESW).

Før arbejdet påbegyndes, er arbejdsemnet med firkantede kanter opstillet med et hul på 20-40 mm i opretstående stilling med en U-formet start- eller indløbsplade (i form af en sump) og udløbsplader svejset til det som vist i figur 11.6. Vandkølet, tilbageholdende kobbersko er anbragt på plads for at forhindre, at den smeltede slagge løber ud og til at danne et indkapsling til smeltet metal og smeltet slagge.

For at starte svejseprocessen hældes en del flux på bunden af ​​sumpen, og en ståluldspude er anbragt i position for at hjælpe med bueinitiering, trådfremføringen er tændt, lysbuen slås og operationen starter. Så snart et tilstrækkeligt dybt lag af smeltet flux eller slagge er dannet, bliver bågen slukket, buesvejsningen ændres til elektroslagssvejsning, og ESW-processen er virkelig i drift.

Ved passage gennem puljen af ​​smeltet slagge opvarmer den elektriske strøm den til en temperatur på 1900 ° C eller omkring det afhængigt af dybden af ​​den smeltede slagge som vist i figur 11.7. Afhængigt af arbejdstykkets tykkelse føres en eller flere elektroder ind i puljen af ​​den smeltede slagge.

Elektrodtrådene og de tilbageholdende kobberblokke er koblet til elektroslagredskabets betjeningsudstyr og bevæger sig opad, da hullet er fyldt med smeltet metal fra elektroden. Ved afslutningen af ​​svejseoperationen bringes både slaggen og metalpuljen ud på afslutningsfligen eller udløbspladerne.

Eventuelle defekter, der er uundgåelige ved begyndelsen og slutningen af ​​en svejseproces, er begrænset til indløbs- og udløbsplader og fjernes sammen med dem ved gasskæring eller mekanisk chipping. Sommetider erstattes disse plader med kobberkulder 50 til 100 mm lange.

For at regulere bevægelsen af ​​holdeskoene er det vigtigt at overvåge dybden af ​​den smeltede slaggerpool og for at bestemme niveauet af smeltet metalbassin. Når poolen er tilgængelig for operatøren, kan en dipstick anvendes til at bestemme dens dybde.

Det bemærkes, at når poolen er stille og processen kører uden gnist eller forstøvning, er svejsebassinens dybde korrekt. Hvis pooldybden er lav, udledes gnisterne fra overfladen, som kan ses af operatøren.

Dette nødvendiggør tilsætning af flux til poolen; som normalt gøres fra en lille flaskelignende beholder. Overdreven slaggebassedybde bør også undgås, ellers kan det føre til manglende sidevæggenindtrængning.

Bortset fra pejlstikmetoden anvendes fire andre metoder i industrien til at mærke niveauet af metalpuljen:

(i) Elektrisk kontaktgiver,

(ii) Differential termoelement,

iii) Radio-isotopniveau måler, og

(iv) Variabel modviljeoptagelse.

Opstillingen til brug af elektrisk kontaktgiver er vist i figur 11.8. Den væsentlige del af transduceren er en sonde lavet af meget ledende materiale. + Det er indbygget i og isoleret fra et af kobberfasteskoene.

Den sonde ende af sonden kommer i kontakt med svejsesonen, mens den fjerne ende er vandkølet. For at forhindre dannelsen af ​​et lag af tørret dårligt ledende slagge imellem den varme ende og svejsekonen, bærer proben en strøm fra hovedkredsløbet via en strømbegrænsende choke 'CLC'.

Spændingsfaldet i sonden er en funktion af afstanden mellem dens 1km ende og svejsepoolens overflade. Dette spændingsfald sammenlignes med en referencespænding, og forskellen mellem de to forstærkes af en effektforstærker. Den forstærkede spænding føres til en servomotor, som driver svejseapparatet opad og det resulterer i at bringe spændingsforskellen ned til den forudindstillede værdi. På den måde flyttes fastholdelsesskoene op til det ønskede niveau, sædvanligvis inden for et acceptabelt nøjagtighedsniveau på ± 2 mm.

Systemet er dog simpelt og præcist, men fordi sonden udsættes for meget svage termiske forhold, er dets levetid meget kort, og det har hæmmet dets popularitet.

Anvendelsen af ​​differential termoelement system er vist i figur 11.9. I dette system svejses to konstante ledninger til et af kobberfasteskoene. Differentialet termoelementet dannes, da en ledning danner en konstant-kobberforbindelse, mens den anden danner et kobber-constantan-kryds.

Den genererede emf er proportional med temperaturforskellen mellem de to kryds. Temperaturfeltet i holdeskoene bestemmes af dets relative position i forhold til svejsepooloverfladen og effektiviteten af ​​kølevandssystemet.

Så længe svejsepoolens overflade tager en position midt imellem de to termoelementforbindelser, forbliver forskellen på emf nul. Men når positionen af ​​svejsepuljen ændrer temperaturen ved det øvre kryds, overstiger det ved det nederste kryds et styringskredsløb genererer et signal for at bevæge svejsearbejdet op indtil balancen er genoprettet.

For en tilfredsstillende udførelse af differentielle termoelementgivere kræves det, at afstanden mellem elektroden og skoen ikke overstiger 35-40 mm. Når denne afstand er stor, hvilket ofte er tilfældet, bliver deres præstationer uregelmæssig, og derfor er de ikke kommet i vid udstrækning.

Radio-isotopeniveaumåleren er baseret på dens evne til at detektere forskellen i tæthed af metal og slaggen. Det består normalt af radioisotop eller vakuumrør strålingsdetektor. En sådan strålingskilde viser høj direktivitet, der let kan detekteres af den moderne højopløsende effektstrålingsdetektor.

På grund af disse egenskaber ved radioisotopniveauet og svejseslagens lave densitet overstiger det radioaktive niveau inden for svejsesonen ikke de sikre svejsebegrænsninger på elementer op til 150 mm tykke. En stor hindring i dens popularitet er manglen på butikslokaler, der er kvalificeret til at håndtere og drive radioaktive kilder.

Variabel-reluctans afhentning afhænger af dens drift på hvirvelstrømmer induceret i slagge- og metalbadene. Det har viklinger på en E-formet kerne indbygget i et af de tilbageholdende sko som vist i figur 11.10. De vigtigste viklinger, w 1 og w 2 bæres på yderste lemmer, og midterbenet bærer en sensing (eller måling) viklinger, w s . De to vigtigste viklinger fremkalder modstridende fluxer Ø 1 og Ø 2 i midterdelene.

Dette resulterer i induceret emf i størrelsesordenen Ø 1 - Ø 2 i sensionsviklingen. Transduceren er således arrangeret, at emf induceret i sensing- eller mellemvindene er maksimal, når den øverste overflade af slipslaggerbadet og slipsets midterklemme på samme niveau. Han kredsløb opererer i bang-bang kontrol tilstand.

Holdernes sko kan tydeligvis ikke altid passe tæt på arbejdsfladerne, og den smeltede slagge kan derfor løbe tør for åbningen. Hvis dette sker, stoppes lækagen ved hjælp af et kittelignende forseglingspræparat, og der tilsættes yderligere flux til slaggepuljen for at opretholde den korrekte pooldybde.

Vurderingen af ​​vægten af ​​elektrodtråd, der er nødvendig for at færdiggøre svejsningen på en enkelt gang uden afbrydelse, foretages før påbegyndelsen af ​​operationen. Men hvis driften afbrydes af en eller anden grund, skal systemet slukke og de nødvendige korrigerende foranstaltninger træffes inden genstart af operationen. Der er normalt en ufrugtbar zone ved afbrydelsesstedet, som skal udhældes og svejses af en anden proces.