Top 7 Variabler af GMAW

Denne artikel sætter lys på de øverste syv variabler af Gas Metal Arc Welding (GMAW). Variablerne er: 1. Arc Voltage 2. Wire Feed Rate 3. Rejserhastighed 4. Elektrode Stickout 5. Elektrode-til-Work Angle 6. Svejseposition 7. Elektrode Størrelse.

Variabel # 1. Arc Spænding:

Med en flad karakteristisk strømkilde styres buespændingen hovedsagelig ved at indstille spændingsspændingen (OCV) En lille forskel i den aktuelle værdi af buespændingen og den indstillede værdi af OCV er på grund af spændingsfaldet i kablet og den lille dråbe i selve VI-kendetegnets egenskaber. Ændringen i buespænding med ændringen i OCV er afbildet i figur 10.3.

Ændringen i lysbuespænding fører til forandring i lysbue og påvirker beadbredden direkte. Ændringen i buespænding påvirker ikke kun perlens ydre dimensioner, men påvirker også mikrostrukturen og endog succesen og fejlen i operationen ved at påvirke metoden til metaloverførsel.

Når buespændingen er for lav, er metaloverførslen enten ved kortslutningstilstand (ved lav ledning) eller ved overførsel af dip (ved høj ledning). En sådan metaloverførselsmetode gør processen vellykket til anvendelse ved positionssvejsning og finder normalt sted ved lavere metal temperatur med mindre tab af legeringselementer.

Variabel # 2. Wire Feed Rate:

For en flad karakteristisk strømkilde varierer svejsestrømmen med ændringen i ledningstilførselshastigheden, og et generaliseret forhold mellem de to er vist i figur 10.4. Figuren viser, at forholdet er lineært ved lavere tilførselshastighed, men da trådhastigheden øges, især for ledninger af lille diameter, bliver smeltehastighedskurven ikke-lineær.

Dette tilskrives normalt øget modstandsopvarmning, som i sig selv øges med stigningen i ledningstilførselshastigheden. For den samme trådmængdeforøgelse i tråddiameter nødvendiggør øget efterspørgsel efter svejsestrøm. En stigning i svejsestrømmen, med andre variabler forblev konstant, resulterer i øget penetrationsdybde og svejsebredde, øget aflejringshastighed og stigning i svejsestrengstørrelse ved et givet tværsnit.

Variabel # 3. Rejsehastighed:

Svejsepennetrækning er maksimalt ved en bestemt svejsningshastighed, og den falder, da hastigheden varieres på begge måder. Imidlertid er faldet i hastighed ledsaget af stigning i bredde, mens stigning i hastigheden resulterer i smalere perler. Faldet i indtrængning med hastighedsreduktion skyldes for stort smeltet metal, der glider ind i svejsepuljen, hvilket resulterer i grundere svejsepool.

Således viser den forøgede varmeindgang pr. Længdeenhed på grund af reduceret hastighed sig i form af forøget svejsebredde, og omvendt er det sandt for stigningen i svejsningshastigheden. Overdreven høj svejsningshastighed kan også ledsages af underbud på grund af utilstrækkeligt metal, der er til rådighed for at fylde den zone, der smelter ved buen.

Variabel # 4. Elektrode Stickout:

Afstanden fra kontaktrørets nedre spids til spidsen af ​​den fremspringende elektrodtråd, som vist i figur 10.5, er kendt som elektrodeudstansning. Det er en vigtig svejseparameter til styring af aflejringshastigheden og perle geometrien. Med stigningen i stickout øges den elektriske modstand, og det resulterer i forvarmning af ledninger, hvilket medfører lavere strømkrav ved en hvilken som helst ledningstilførsel. For lang tid resulterer en stickout i, at for stort metal bliver deponeret med lav buevarme, hvilket fører til lavt indtræk og utilfredsstillende perleform.

Dette kan også føre til ustabil bue med lav manøvredygtighed. For kort stikkontakt kan forårsage forbrænding, der medfører beskadigelse af kontaktrøret, for stor buelængde og endog afbrydelse i processen. Stickouten holdes normalt mellem 5 og 15 mm til kortslutning og 16-25 mm til andre typer metaloverførsel.

Dys-til-arbejd-afstand (NWD) er også vigtig i styringen af ​​perlens form og kvalitet. For kort et NWD resulterer i skade på gasdysen ved for høj opvarmning, mens for langt NWD påvirker afskærmningsgasens effektivitet. Den normale dyse til arbejde skal være ca. 1-1-5 gange den indvendige diameter af den anvendte gasdyse.

Variabel # 5. Elektrode til arbejde Vinkel:

Den position, hvori en svejsepistol holdes i forhold til kørselsretningen, kan påvirke perle geometrien betydeligt. Ved automatisk svejsning holdes pistolen normalt vinkelret på emnet. I halvautomatisk svejsning holdes pistolen enten i baghånden eller i forvejsens svejseposition som vist i figur 10.6; dette hjælper svejseren til at se svejsepuljen og manøvrere den efter behov.

Forehand svejsepositionen resulterer i svejsning med lav gennemtrængning, men bredere perle. Backhand svejsningen giver en smal og ret spidsagtig svejsning med dyb penetration. Backhand svejsning er den hyppigst anvendte position med elektrode til arbejdsvinkel mellem 60 og 85 grader. Selvom en vinkel på ca. 75 ° er den mest populære position, men en vinkel på 65 ° rapporteres at give den maksimale penetration, stabil bue og mindst spatter.

Til filetsvejsninger holdes GMAW-pistolen så fast, at elektroden ligeledes er tilbøjelig til at ligge på de to arbejdsflader, hvorefter backhand-positionen vedtages med en vinkel på 75 ° til 85 ° med svejsearmen.

Selvom bead penetration og bredde kan manipuleres betydeligt ved at ændre elektroden fra forhånd til backhand position, betragtes det ikke som en passende metode til styring af perle geometri, men i stedet forbuespænding og svejsestrømmen manipuleres. De kvalitative virkninger af elektrode-til-arbejdsvinklen på perle geometri er vist i figur 10.7.

Variabel # 6. Svejseposition :

Svejsestråle geometri påvirkes også af den position, hvor arbejdsstykket holdes i forhold til svejsepistolen. Nedre eller flade svejseposition giver den mest tilfredsstillende perleform, og alle metoder til metaloverførsel kan effektivt udnyttes. Overhead og lodrette svejsepositioner kræver imidlertid, at metaloverførsel enten sker ved sprøjtning eller kortslutning.

Elektrodråd med diameter 1-2 mm anbefales at bruges til disse positioner, da ellers svejsepolens størrelse bliver for stor til let at styre. Perle størrelse er også normalt lille i disse positioner. Lodret svejse anvendes normalt til svejsning af metalplade i lodret stilling, mens lodret op svejseposition er mere populært ved svejsning af de perifere led i rør.

Variabel # 7. Elektrode Størrelse:

Hver elektrodestørrelse har en brugbar grænse, inden for hvilken den kan anvendes effektivt. Svejsestrøm lavere end det optimale område resulterer i mangel på fusion og højere nuværende resultater resulterer i øget spatter-, porøsitet og dårlig perleudseende.

Elektrodestørrelsen påvirker også penetrations- og svejsebredden, idet den samme strøm af ledning med lavere diameter giver dybere penetration, mens bredere perler med lavt indtræk opnås med ledninger med større diameter.

Samlet set er der imidlertid tendens til at bruge ledninger af mindre diameter på grund af følgende grunde:

(i) Hurtig bue længde justering,

(ii) Sprøjtestilstand for metaloverførsel,

(iii) Nem at spole, og

(iv) Højere deponeringseffektivitet.

Når buelængden ændres på grund af utilsigtet ændring i positionen af ​​svejserenes hånd eller ændring i ledningstilførselshastighed fører det til ændring i buespænding i den udstrækning kolonnefaldet ændres, som vist i figur 10.8.

Den bue spænding fører til forandringen i bue strømmen som vist i fig.10.9. Det er indlysende

at denne ændring i lysbue strøm er meget mere for en strømkilde med flad VI karakteristisk end for en hængende VI karakteristik. Nu afhænger smelte- eller bum-off-hastigheden af ​​en elektrode af den svejse strøm, der er trukket, som vist i figur 10.10, hvilket også viser, at tynd elektrodetråden bredere rækker af trådfødehastigheden det dækker. Med andre ord for lige ændring i strømmen er ændringen i afbrændingshastigheden langt mere tynd end tykke ledninger, hvilket forklarer, hvorfor buenlængden bliver hurtigere korrigeret for tynde ledninger end for tykke ledninger.

For den samme svejsestrøm er strømtætheden opnået for en tynd tråd meget højere end den for en tykk tråd, som vist i figur 10.11. Den kombinerede effekt af bue spænding (eller bue længde) og strøm på tilstanden af ​​metal overførsel er vist i figur 10.12.

Det indlysende resultat er, at sprøjtemetode for metaloverførsel kan opnås ved meget lavere strøm og med en strømkilde med en lavere strømkapacitet. Dette fører til øget kontrol i positionssvejsning og forbedrede kvalitetssvejsninger.

Selvom ovennævnte diskussion er god som en generel regel, men for at få et komplet billede af metaltransmissionsmetoden er det vigtigt at kende effekten af ​​afskærmningsgassen på materialet på matetråden. For eksempel, det er næsten umuligt at opnå en sprøjtemetode af metaloverførsel med CO ₂ som afskærmningsgas, selv om man har den bedste indsats med den tyndeste ledning.

Antallet af dråber overført fra elektrodtråden til svejsepuljen, der betegnes som dråbeoverføringsfrekvens, bestemmer ofte svejsens form og kvalitet; mindre end 20 dråber pr. sekund betragtes normalt utilfredsstillende. Figur 10.13 viser virkningen af ​​nogle af de almindeligt anvendte gas-metal-kombinationer på dråbeoverførselsfrekvens i GMAW.

Aflejringseffektiviteten af ​​GMAW-processen forbedres også ved anvendelse af tyndere ledninger, som det er vist i figur 10.14. Kurverne viser specifikt præstationen af ​​GMAW ved anvendelse af CO ₂ som afskærmningsgas.

Tyndere ledninger er også nemme at spole og håndtere, selvom ledningens strømforbrug stiger betydeligt med faldet i tråddiameter.

På trods af en række fordele ved brug af tynde ledninger skal man huske på, at fodringsproblemet øges betydeligt med faldet i diameter, og at svejsestrømområdet, over hvilket en ledning kan anvendes, indsnævres. Også ledninger af mindre diameter er dyrere på vægtbasis. Således er der for hver applikation en bestemt trådstørrelse, der giver mindste omkostningssvejsninger.