ESW: Įvadas, sąranka ir programos

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie: - 1. Įvadas į suvirinimo elektrodą (ESW) 2. Medžiagos, reikalingos suvirinimui elektrostatui (ESW) 3. Elektros grandinė ir sąranka 4. Nusodinimo koeficientai 5. Suvirinimo jungtinė konstrukcija 6. Suvirinimo konstrukcija ir Savybės 7. Programos.

Įvadas į „Electroslag“ suvirinimą:

„Electroslag“ suvirinimas - tai sulieti suvirinimo procesas, skirtas storiems darbams sujungti vienu sluoksniu. Šis procesas nėra lankinio suvirinimo procesas, nors dauguma konfigūracijos yra panašios į įprastinius lankinio suvirinimo procesus, o proceso inicijavimui reikalingas lankas, kuris taip pat gali atsirasti vėliau, kai sutrikiamas proceso stabilumas.

Šiluma susidaro dėl srovės srauto per išlydytą šlaką, kuris užtikrina būtiną atsparumą, pakeičiant lanko atsparumą. Procesas pasižymi savybėmis, panašiomis į liejimo procesus, tačiau šiuo atveju dvi pelėsių sienelės lydosi, kad sujungtų papildomą išlydytą metalą. Būdingas šio proceso bruožas yra vertikalus, einantis daugumoje atvejų. Jis gali naudoti vieną ar daugiau elektrodų, priklausomai nuo darbo storio.

Proceso išradimas 1951 m. Yra įskaitytas į Patono suvirinimo institutą, Kijevą (SSRS) ir tam tikrus vėlesnius įvykius, susijusius su suvirinimo tyrimų institutu Bratislavoje (Čekoslovakija). Šiuo metu procesas naudojamas visame pasaulyje suvirinant storų sienelių komponentus, pvz., Slėginius indus, turbinų apvalkalus, mašinų rėmus ir kt.

Šis procesas pašalina problemas, susijusias su daugiafunkciais suvirinimo siūlais, ir taupo didelius suvirinimo greičius ir be kampo iškraipymų. Nėra viršutinės storio ribos, kurią galima suvirinti šiuo būdu, nors 50 mm paprastai yra apatinė ekonominio veikimo riba.

Nors šį procesą galima suvirinti ketaus, aliuminio, magnio, vario, titano ir kt., Tačiau plieno gamintojai yra pagrindiniai naudotojai. Plieniniai suvirintieji plienai gali apimti anglies ir žemo lydinio plienus, aukšto lydinio plienus, atsparius dilimui ir korozijai.

Elektros pluošto suvirinimui reikalingos medžiagos:

Be darbinės medžiagos, kitos reikalingos medžiagos yra elektrodų viela ir srautas. Suvirinimo medžiagos gali būti efektyviai naudojamos suvirinimo metalo sudėčiai kontroliuoti, taigi ir jos mechaninėms bei metalurginėms savybėms kontroliuoti.

1. Elektrodai:

Paprastai naudojami dviejų tipų elektrodai, ty, kieti ir metaliniai. Nors kietieji elektrodai yra labiau populiarūs, metaliniai šerdys elektrodai leidžia sureguliuoti metalo lydinių plienų suvirinimo medžiagą iš lydinio priedų (pvz., Feromangano, ferosilicio ir tt) ir padėti papildyti srautą išlydytoje vonioje .

Anglies plieno ir HSLA plieno suvirinimo elektroziniu būdu metu elektrodų viela paprastai turi mažiau anglies nei bazinis metalas. Tai neleidžia plienui, kuriame yra anglies, netrūksta iki 0-35%. Tačiau suvirinimui naudojami elektrodų laidai. Gyvi plienai paprastai atitinka pagrindinio metalo sudėtį. Elektros lydinių suvirinimo siūlai plienuose paprastai termiškai apdorojami, kad būtų pasiektos norimos savybės suvirinimo metaluose, o HAZ ir atitinkamos elektrodų vielos sudėtis užtikrina panašų atsaką į tokius apdorojimo būdus iš skirtingų suvirinimo dalių.

Elektrinio pluošto suvirinimas dėl kvadratinio krašto paruošimo paprastai turi didelį praskiedimą tarp 25 ir 50%. Suderinus su elektrodų viela, nėra daug pasekmių, nes metalas iš elektrodo ir ištirpusio netauriųjų metalų gerai sumaišytų, kad būtų užtikrinta beveik vienoda cheminė sudėtis.

F.SW elektrodų viela paprastai yra nuo 1, 6 iki 4, 0 mm skersmens; tačiau viela, kurios skersmuo yra 2, 4 ir 3, 2 mm, yra populiaresnė. Šie laidai tiekiami ritės pavidalu, o ritės yra įvairaus dydžio ir sveria iki 350 kg; tačiau populiariausia pakuotė sveria apie 25 kg.

2. Flux:

Flux yra bene svarbiausia ESW medžiaga. Išlydytoje būsenoje elektros energija paverčia šilumos energija, kuri padeda lydyti elektrodo laidą ir netauriuosius metalus, kad susidarytų suvirinimo jungtis. Taip pat reikia apsaugoti išlydytą suvirintą metalą nuo atmosferos ir užtikrinti stabilų darbą.

Elektros energijos gamybai reikalingas srautas jo išlydytoje būsenoje, tačiau tuo pačiu metu jis turėtų būti pakankamai atsparus jo srautui, kad būtų sukurta tinkama suvirinimo šiluma. Jei pasipriešinimas yra mažesnis nei reikalaujama, atsiranda lankas. Šlakas taip pat turi turėti optimalų klampumą, ty jis neturėtų būti pernelyg storas, kad netrukdytų geram cirkuliacijai ir nesudarytų šlako, nei per plonas, kad sukeltų pernelyg didelį nuotėkį.

Pluošto lydymosi temperatūra turi būti gerokai mažesnė už netauriųjų metalų temperatūrą, o jo virimo temperatūra turi būti gerokai didesnė už darbinę temperatūrą, kad būtų išvengta pernelyg didelių nuostolių, galinčių turėti neigiamą poveikį veikimo charakteristikoms. Suvirinimo plieno darbinė temperatūra yra apie 1650 ° C. Išlydytas srautas turėtų būti gana inertiškas su netauriuoju metalu ir turėtų būti stabilus įvairiose suvirinimo sąlygose.

Pagrindinės ESW srautų sudedamosios dalys yra sudėtiniai silicio, mangano, titano, kalcio, magnio ir aliuminio oksidai su kalcio fluorido priedais.

Nepaisydamas nuotėkio nuostolių, naudojamo srauto kiekis yra apie 5–10 kg kiekvienam maždaug 100 kg deponuoto metalo. Padidėjus plokštės storiui ar suvirinimo ilgiui, srauto sunaudojimas sumažėja iki 1, 5 kg apie 100 kg deponuoto metalo. Kitas apytikslis yra apie 350 g srauto per vertikalią jungties aukščio metrą.

ESW yra dviejų tipų srautai. Vienas vadinamas pradiniu srautu, o kitas - tekančiu srautu. Pradinis srautas yra sukurtas taip, kad greitai stabilizuotų ESW procesą; jis turi mažą lydymosi temperatūrą ir didelį klampumą. Jis greitai tirpsta ir sudrėkina dugno paviršių, kad palengvintų paleidimą.

Jis yra labai laidus ir greitai generuoja didelę šilumą. Nedidelis šio srauto kiekis naudojamas procesui pradėti. Tai gali padėti pradėti procesą be dugno. Važiavimas arba veikimo srautas yra sukurtas taip, kad užtikrintų tinkamą pusiausvyrą tarp veikimo parametrų, kad būtų pasiektas teisingas elektros laidumas, vonios temperatūra ir klampumas, kad būtų gauta norima cheminė analizė. Veikiantis srautas gali veikti įvairiomis sąlygomis.

Anglies ir HSLA plieno ESW kietieji elektrodai skirstomi į tris klases: vidutinio mangano (apie 1% Mn), aukšto mangano (apie 2% Mn) ir specialių klasių. ESW srautai klasifikuojami pagal suvirinimo nuosėdų, pagamintų su konkrečiu elektrodu ir nurodytu netauriuoju metalu, mechanines savybes.

Fluxo sudėtis paliekama gamintojo nuožiūra, tačiau yra nurodyti du suvirinimo metalo tempiamojo stiprio lygiai: 415-550 MPa ir 485-655 MPa; taip pat turi būti įvykdytas minimalus kietumo reikalavimas. Tipinis mažo anglies dioksido kiekio plieno suvirinimo srautas turėtų turėti pagrindinę sudedamųjų dalių nominalią analizę, kaip parodyta 11.1 lentelėje.

Įdėjus CaF _2, sumažėja klampumas ir pagerinamas išlydyto šlako elektros laidumas.

Elektros grandinė ir ESW sąranka:

ESW proceso elektros grandinė parodyta 11.5 (a) paveiksle, o atitinkama sąrankos schema pateikta 11.5 (b) paveiksle.

Suvirinimo elektroklaguose rodikliai:

Elektros lydinio suvirinimo proceso nusodinimo dažnis yra vienas didžiausių bet kuriam procesui, naudojamam tame pačiame darbe. 11.11 pav. Parodyta, kaip suvirinimo srovė paveikė 2, 4 mm ir 3, 2 mm skersmens elektrodų laidus.

Naudojamų elektrodų skaičius taip pat yra svarbus veiksnys, lemiantis nusėdimo greitį ESW ir tai yra maždaug 16 - 20 kg / val. Dirbant su dideliu storiu naudojant tris elektrodus, gali būti kaupiami 45 - 60 kg / val. Naudojant 30 mm tarpą, suvirinimo greitis parodytas 11.12 pav. Sunkiosios plokštės, kurių storis svyruoja nuo 75 iki 300 mm, suvirinamos 60–120 cm / val. Greičiu.

Suvirinimo elektrostatinių jungčių projektavimas:

Pagrindiniai jungčių tipai, kuriuos galima suvirinti ESW būdu, yra užpakalis, filė, atėjimas, perėjimas, T-jungtis ir skersinis suvirinimas, kaip parodyta 11.13 pav. tačiau specialiai suprojektuoti atraminiai batai reikalingi kitiems nei užpakalis, kampas ir T sąnariai. Kai kurios tipiškos suvirintos siūlės yra parodyta 11.14 pav.

Krašto paruošimas ir pritaikymas:

Krašto paruošimas elektrostatiniam suvirinimui yra daug paprastesnis nei lankinio suvirinimo atveju ir daugeliu atvejų reikia tik pjovimo plokšteles su kvadratiniais kraštais. Jei storis siekia iki 200 mm, tai galima padaryti oksidacetilės liepsnos pjovimo staklėmis. Kadangi suvirinimas elektroziniu būdu sukelia gilų įsiskverbimą, supjaustytų briaunų lygumas yra mažai svarbus; užsikabinęs grioveliai, kurių storis 2-3 mm, gali būti lengvai pritaikomi be jokio blogo poveikio. Tačiau storesnėse sekcijose tokie grioveliai, vadinami šukutėmis, dažnai auga giliai ir tokiu būdu reikalaujama apdoroti liepsnos nupjautus kraštus.

Jei norite sumontuoti dalis ESW, paprastai naudojamas U tipo spaustuvai, pavaizduoti 11.15 pav. Jie yra suvirinti ant nugaros pusės. U formos gnybtai naudojami siekiant užtikrinti, kad vario fiksavimo blokai būtų laisvai judinami arba kad būtų galima važiuoti tuščiąja eiga. Kartais U-gnybtus galima pakeisti juostomis, kurios suvirinimo galvutės išjungimo metu yra nuimamos plaktuku ar dujomis.

Norint pritvirtinti dalis ESW, būtina išlaikyti suprojektuotą spragą. Vis dėlto paprastai pripažįstama, kad yra skirtumas tarp projektavimo spragų ir tvirtinimo spragų. Dizaino spraga dažnai laikoma prielaida, kad būtų galima apskaičiuoti gatavo suvirinimo matmenis, ir jis yra mažesnis už pritvirtinimo atotrūkį pagal susikaupusio metalo kiekį. Tvirtinimo atotrūkis yra atstumas tarp suvirintų sulietų paviršių.

Paprastai jis svyruoja išilgai tos pačios jungties ilgio. Paprastai jis padidėja 2–5 mm kiekvienam jungties ilgio metrui, judant aukštyn palei siūlę. Tokiu būdu sureguliuotas atraminis tarpas, suvirinimo ir susitraukimo faktinis atotrūkis pasirodo vienodas išilgai viso sąnario ilgio ir yra lygus projektiniam tarpui. Siūlomos konstrukcijos ir tvirtinimo tarpų vertės pateiktos 11.3 lentelėje ir 11.16 pav. Pavaizduota tipiška ESW montavimo apimtis.

Kai kurie siūlomi ESW kintamųjų rinkiniai apibendrinti 11.4 lentelėje.

Suvirinimo struktūra ir savybės:

Elektros pluošto suvirinimas dažniausiai naudojamas suvirinti plieną, nors Q & T (karšto ir grūdinto) plienas paprastai nėra sujungtas su šiuo procesu. Artimoje suvirinimo srityje pasiekta temperatūra yra apie 1925 ° C. Dėl šios aukštos temperatūros su ilgu terminiu ciklu susidaro suvirinimo metalo konstrukcija, sudaryta iš didelių ankstesnių austenito grūdų su kolonų kietėjimo modeliais, turinčiais šiurkščius grūdus, kurie gamina trapias porcijas galutiniame produkte.

Paprastai pageidautina normalizuoti suvirinimo metalą kaitinant iki maždaug 40 ° C virš žemesnės darbo medžiagos transformacijos temperatūros, po to lėtai vėsinant. Tai labai pagerina anglies ir žemo lydinio plieno savybes, ypač jų atsparumą trapiems lūžių pradėjimams ir dauginimui.

Suvirintoje būsenoje susidarę liekamieji įtempiai yra gana palankūs, kaip parodyta 11.17 pav. Paprastai E5W sąnariuose nėra kampinio iškraipymo, nes daugumos tokių suvirinimo siūlių simetrija (kvadratinio griovelio sujungimas viename leidime). Plieninių suvirinimo siūlių tempiamasis stipris svyruoja nuo 380 MPa iki 420 MPa.

Electroslag suvirinimo (ESW) taikymas:

Pagrindinės ESW proceso taikymo sritys yra struktūrinių, mašinų, laivų, slėginių indų ir liejinių suvirinimas.

Pereinamojo tipo susiuvimo siūlių suvirinimas skirtingų storių sujungimui yra įprastas struktūrinis ESW taikymas. Kitas platus šios srities panaudojimas yra standžiųjų elementų suvirinimas dėžių kolonose ir plačiuose flanšuose; visais šiais atvejais standumo suvirinimas būtų T jungtis.

Didelių, plačių flanšų sijų sujungimas yra dar vienas įspūdingas ESW taikymas, o dar vienas bendras ESW naudojimas yra flanšų sujungimas, t. Y. To paties storio plokščių suvirinimas.

Mašinų gamyboje, naudojant ESW, gaminami dideli presai ir staklės, reikalaujančios sunkių ir didelių plokščių. Specialios paskirties yra jos naudojimas krosnyse, pavarų ruošiniuose, variklio rėmuose, presavimo rėmuose, turbinų žieduose, smulkintuvo korpusuose ir ratlankiuose.

Didelio dydžio sėklų blokai, kaip parodyta 11.18 pav., Naudojami didelio stiprumo metalų, ypač titano, darbams presuoti, nes padidina presų matmenų tikslumą. Sėklų blokas yra tetraedrinė prizmė 1800 mm aukščio ir sveria apie 140 tonų.

Jis gaminamas suvirinant tris plieno kaltus (0, 25 C - Cr - 3 Ni - Mo - V). Kiaulių bloko forma, dydis ir svoris neleidžia kalti po suvirinimo, kad užtikrintų norimas mechanines savybes suvirintose jungtyse. Todėl tai pasiekiama naudojant apdorotą šilumos apdorojimo ciklą, kaip parodyta 11.19 pav.

„Electroslag“ suvirinimas yra populiarus cheminių, naftos, jūrų ir elektros energijos gamybos pramonėje naudojamų storų sienelių slėginių indų gamyboje, tačiau šis taikymas yra labai svarbus atliekant suvirinimą po suvirinimo, kad būtų atkurtas lankstumas, kuris dažnai prarandamas dėl lėtų ESW aušinimo ciklų HAZ.

ESW taip pat naudojamas šakotųjų vamzdžių sujungimui su storomis sienelėmis ir taip pat suvirinimo kablys prie indų.

Patrauklus ESW bruožas yra tai, kad iškraipymas gali būti prognozuojamas ir apskaitomas. Tai tapo populiari ypač laivų statybose, kur sėkmingai suvirintos vertikalios didelių tanklaivių korpusų jungtys.

Siekiant sumažinti sąnaudas ir pagerinti kokybę, daugelis didelių ir sunkiai liejamų komponentų gaminami mažesnėse, aukštesnės kokybės dalyse ir suvirinami elektra. Metalo liejinių ir elektrosluoksnių suvirinimo metalurgijos savybės yra panašios, abi panašiai reaguoja į terminį apdorojimą, todėl susidaro vienodos struktūros ir savybės.