Varianter af SAW-processen

Denne artikel sætter lys på de fire vigtigste varianter af Submerged Arc Welding (SAW) proces. Varianterne er: 1. Dobbelt elektrode med enkelt strømkilde 2. Dobbelt elektrode med flere strømkilder 3. Triple elektroder med flere strømkilder 4. Fus Arc Welding.

Variant # 1. Dobbelt elektrode med enkelt strømkilde :

Selvom single wire SAW er den hyppigst anvendte proces, finder de flere trådsystemer også stor anvendelse på grund af den øgede aflejringshastighed og svejsningshastighed, der opnås, hvilket forøger procesens rækkevidde. Fig. 8.28 viser dobbeltelektrodes SAW-system ved anvendelse af en enkelt strømkilde. I denne proces fodres to elektroder samtidigt i et dobbelt svejseproppe, der tillader brug af højere strøm. Elektroder kan placeres enten parallelt eller tilbøjelig til hinanden.

Ved parallel opsætning placeres elektroderne 6 til 12 mm fra hinanden og kan enten være i tandem, det vil sige den ene efter den anden eller i tværgående array dvs. bevæget side om side. Begge disse systemer er vist i figur 8.29. Hvis elektroderne anvendes i tandem, kan der opnås en stigning i svejsningshastigheden op til 50%, når de anvendes i tværgående array, kan bredere riller blive fyldt. AC foretrækkes, da flere DC-buer med samme polaritet har tendens til at trække sammen.

Det tværgående array af elektroder vist i figur 8.29 vil ikke deponere metalet så dybt som tandemelektroder vil; Imidlertid kan svejsepennemønsteret udvides for at dække fuldstændigt en række smalle svejsekugler.

Et andet arrangement er brugen af ​​tvillingelektroder med serieforbindelser, fig. 8.30, således at en elektrode er katoden og den anden anoden; og elektroderne er anbragt i veekonfiguration over svejsningsaksen. Denne opsætning af svejselektroder resulterer i den mindste penetrationsdybde, men tillader svejsning af plader og tynde plader ved høje svejsningshastigheder. Da penetrationen er lav, er tykkelsen af ​​det metal, der skal svejses, normalt mindre end 12 mm.

Variant # 2. Dobbelt elektrode med flere strømkilder:

Dobbelt elektrode SAW systemer er meget udbredt, og der er et valg af både ledninger dc, en tråd dc og en tråd ac eller begge ledninger ac

Tandemelektroden med to ledninger med individuelle strømkilder og begge elektroder positive giver den dybeste indtrængning af alle systemer og dermed den højeste svejsningshastighed. Dette system er imidlertid tilbøjeligt til svær bueblæsning, derfor er løgningssystem, der ofte anvendes, med ledende elektrodepositive, og den bageste og bageste ledning ac eller begge ledninger ac A dc / ac-system, vist i figur 8.31, har fordelen ved dyb elektrode negativ. Imidlertid er det mest anvendte arrangement enten dybt for ledende trækindtrængning af den førende DC-bue for at give høj svejsehastighed; mens ac-buen, der normalt kører ved lidt lavere strøm, forbedrer svejsens profil og overflade.

Et all-ac-system er mindre tilbøjeligt til at bue blæse og er derfor foretrukket til et emne af kompliceret geometri. Det finder også bred anvendelse i multi-pass svejsning.

Selvom buebuer er forholdsvis fri for lysbue, men de er stadig modtagelige for bueafbøjning afhængig af faseforskellen mellem buerne. For at overvinde denne vanskelighed køres ac / ac-systemer ofte fra to eller tre faset Scott-transformere, der er vist i figur 8.32, hvilket giver 90 ° faseforskel mellem buerne. En lukket deltaforbindelse af strømkilder, vist i figur 8.33, med tilgængelig impedans i returvejen bruges også til at styre faseforskellen mellem de to buer.

Variant # 3. Triple Electrodes med flere strømkilder :

Den vedvarende efterspørgsel om at øge produktiviteten, især inden for skibsbygning, hvor der er lange svejsekørsler, har ført til udvikling af flere kraftkilde SAW-systemer med op til ti ledninger. Men med undtagelse af specielle anvendelser er tre ledninger den praktiske grænse, og sådanne systemer anvendes i vid udstrækning i skibsbygning, trykbeholderfabrikation og rørfabrikkerne.

Det tredobbelte trådsystem anvendes også til fremstilling af horisontale sømme med høj hastighed til rør med stor diameter og til fremstillede bjælker. Meget høje strømme kan bruges med tilsvarende høje hastigheder og deponeringshastigheder. To elektriske systemer, der normalt anvendes i sådanne applikationer, er dc / ac / ac, der er vist i figur 8.34 og ac / ac / ac vist i figur 8.35 med døden penetrationsgrad svarende til dem for dobbeltelektrodesystem til tilsvarende elektriske kredsløb .

Elektroden-til-arbejdsvinklen i både dobbelttråden og triple-wire-systemet styres for at opnå den ønskede svejseparadform. Den ledende elektrode køres ved høj strøm og lav spænding for at få god indtrængning, som bedst opnås ved at holde elektroden ved 90 ° eller endda lidt over 90 ° til den aflejrede perle på emnet.

Mellemelektroden holdes ved lidt mindre end 90 °, mens bagelektroden i både de dobbelte og det tredobbelte elektrodesystemer holdes ved ca. 70 ° til 75 ° for at opnå en jævn svejsestråleoverflade. Tre trin i påfyldning af en fælles rille er illustreret i figur 8.36. Strøm- og spændingsindstillingerne for 3-ledersystemer kan f.eks. Være som den ledende elektrode ved 1000A ved 32V, den efterfølgende elektrode ved 500A ved 42V, med den midterste elektrode ved 700A ved 38V.

Fig. 8.36 Tre trin i fyldning af en fælles rille ved tredobbelt elektrode SAW-proces

Bortset fra flere trådsystemer, kan deponeringshastighederne i SAW også øges ved at tilføje jernpulver til leddet under fluxen. Jernet vil således smelte og blive en del af svejseparaden; dette øger eksponeringshastigheden kraftigt uden at have en dårlig effekt på svejsegenskaberne. Jernpulver kan bruges med enkelt wire eller multiple wire SAW system; omfanget af stigningen i deponeringshastigheder er vist i figur 8.37.

En anden variant af processen er en, hvor separat eller "kold" fyldtråd fodres ind i buenzonen. Denne kold fyldtråd kan være fast til fluxkern for at tilføre speciallegeringer til svejsemetallet. Korrekt kontrol af tilsætningen af ​​disse legeringselementer kan føre til betydelig forbedring i svejsegenskaber. Flux-kædetråd kan også bruges som en almindelig elektrodtråd for at opnå tilsætning af specielle legeringselementer i svejsemetallet. Sådanne varianter af processen behøver imidlertid omhyggelig og forudgående overvejelse for deres korrekte anvendelser.

Variant # 4. Fus Arc Welding:

Fusbuesvejsning eller kontinuerlig dækket elektrodesvejsning er en variant af SAW-processen, som også kan betragtes som en hybrid mellem SMAW og SAW-processer, fordi den har en åben buet som i SMAW, men det anvendte udstyr er det, der anvendes til automatisk SAW-proces. Den åbne bue af Fus Arc Welding tillader operatøren til enhver tid at se hvad der sker i svejsepuljen.

Den anvendte elektrodtråd dækkes kontinuerligt med en flux, som holdes i det spiralviklede net bestående af tynde ledninger omkring en fast kerne tråd som vist i figur 8.38. Til opnåelse af den elektriske kontakt holdes disse spiralviklede ledninger nøgne i deres yderste periferi.

Processen initieres ved først at fremme fluxbelagt tråd for at komme frem og komme i kontakt med arbejdet og trækkes derefter ind for at skabe en stabil bue. Buen kan være forsynet med yderligere CO ₂ -afskærmning for at forbedre svejsekvaliteten betydeligt på grund af større frihed til at forene fluxen og det tilladte højere niveau af svejsestrøm.

Således bruger fus arc-processen det styrede buesystem for at holde bue længden konsistent. Dette gøres ved at registrere buespændingen, som er næsten direkte proportional med den; der bruges til at styre elektrodemængden.

Denne proces anvendes hovedsagelig til svejsning af langsgående sømme og er således særlig anvendelig i skibsbygning og strukturelle fabrikationer, der anvender filetsvejsninger. For disse applikationer er fremgangsmåden særdeles vellykket på grund af dens åbne bueegenskaber og tolerance for dårlige vejrforhold og plademonter.