4 geriausi elektrostatinio suvirinimo variantai (ESW)
Šiame straipsnyje apžvelgiami keturi „Electroslag“ suvirinimo variantai (ESW). Šie variantai yra šie: 1. Eksploatacinių medžiagų vadovas ESW 2. ESW su plokščių ir juostelių elektrodais 3. Elektros pluošto butt-suvirinimas 4. Bifilar Circuit ESW.
Variantas # 1. Vartojimo vadovas ESW:
Vartojantis ESW kreipiamasis variantas yra suvirinimo elektroziniu būdu metodas, kai užpildas tiekiamas ne tik naudojant elektrodų vielą, bet ir jos kreipiamąjį vamzdelį arba kontaktinį vamzdelį, todėl padidėja nusodinimo greitis. Ši savybė žymiai pailgino ESW proceso taikymą struktūrinėje pramonėje. 11.20 pav. Parodyta suvartojamo kreipiamojo elektrostaginio suvirinimo sąranka.
Suvirinimo srovė yra nešiojamame kreiptuve, kuris ištirpsta nuo šlako vonios paviršiaus. Tai pašalina vertikalaus mašinos judėjimo reikalavimą, todėl naudojami stacionarūs arba neslystantys laikikliai. Vadinasi, naudojimo vadovas ESW yra paprastesnis, nes jam nereikia vertikalaus važiavimo įtaiso ir virpesių sistemos.
Vartojimo vadovai:
Eksploatavimo vadovas - tai plonasienis vamzdis arba plokščių arba strypų, turinčių vamzdžių į maitinimo elektrodų laidą, komplektas. Apskritai, sąvaržoje laikomas nešiojamas vadovas.
Eksploatacinio vadovo forma priklauso nuo jungiamosios medžiagos kontūro. Paprastai jis yra pagamintas iš medžiagos, atitinkančios ar suderinamos su darbo metalu ir reikiama chemine metalo sudėtimi. Dažniausiai vartojamos kreipiamosios yra užpildytos sraigtine spyruokline viela, kuri tarnauja kaip vamzdžiai. Kai kurios gerai žinomos vartojimo vadovų formos pateiktos 11.21 pav.
Ypatingai kritiškai gaminant pagrindinį laidą kreipiamojoje dubliuoja atsarginis vamzdis antram laidui, kaip parodyta Fig. 11.21 (g). Kol operacija vyksta sklandžiai, laidas tiekiamas per pagrindinį kanalą, o antrasis laidas dvigubame kanale išlieka stacionarus. Jei dėl kokių nors priežasčių pagrindiniame kanale esantis elektrodas sustoja, įjungiamas laukimo režimas.
Jei darbinis storis yra iki 40 mm su ilgu siūlu (virš 500 mm), rekomenduojama naudoti plieninį kreipiamąjį vamzdelį su poveržlėmis, kaip parodyta 11.21 pav.
Tipiškas vartojimo vadovas susideda iš dviejų dalių: vieno vartojimo ir kito nuolatinio arba nenaudojamo. Eksploatacinės dalies ilgis kinta priklausomai nuo jungtinio ilgio, su sąlyga, kad padengtų pradinį maišelį ir apdailos skirtuką. Nenaudojama dalis naudojama kreipiančiojo tvirtinimui ir suvirinimo kabelių prijungimui; jo ilgis priklauso nuo įrangos konstrukcijos ir gali būti nuo 100 iki 500 mm.
Vartojimo vadovo storis ir elektrodų skaičius yra pagrįsti krašto paruošimu ir darbo storiu.
Žinant darbo storį, elektrodų skaičių galima nustatyti pagal šiuos santykius:
kur,
n = elektrodų skaičius,
s = darbo storis. mm
d = atstumas tarp elektrodų, manoma, kad jis yra nuo 50 iki 60 mm. Šie terminai pažymėti 11.22 pav.
N reikšmė, nustatyta pagal (11.1) lygtį, suapvalinama iki artimiausio sveikojo skaičiaus ir naudojama tikslios d vertės nustatymui. Tipinės d ir d max vertės, kaip orientacinio vamzdžio storio funkcijos, t g pateiktos 11.5 lentelėje.
Dažniausiai naudojamų vartojimo vadovų storis pramonėje yra 5 mm ir 10 mm.
Vadovo izoliatoriai:
Izoliatoriai naudojami, kad būtų išvengta kontakto tarp kreipiamojo ir darbų ar tvirtinimo blokų. Izoliatoriai turi tapti šlako vonios dalimi lydant, nesukeliant neigiamo poveikio šlako, suvirinimo metalo ar proceso stabilumui. Izoliatoriai turi turėti didelį suspaudimo stiprumą ir turėti mažą kainą.
Izoliatoriai paprastai gaminami iš stiklo pluošto arba stiklo audinio maišelių, pripildytų stiklo vata. Maišelių skersmuo svyruoja nuo 25 iki 30 mm. Kartais izoliatoriai gaminami iš įprastinių audinių, užpildytų suvirinimo srautu.
Siekiant geriausio veikimo izoliatoriaus padėklų svoris turi būti 15-25 gm. Naudotų padėklų skaičius turi būti ne didesnis kaip 15 - 20% viso šlako vonios tūrio. Praktikoje du 100–150 mm storio darbo sluoksniai yra po du izoliatorius (po vieną kiekvienoje gido pusėje). Išilgai suvirinimo siūlių izoliatoriai yra atskirti nuo 200 iki 250 mm. Izoliatoriai gali būti sujungiami tarp vadovo ir darbų, arba gali būti paslysti į kreiptuvą.
Atraminiai blokai:
Stacionaraus tipo apsauginiai vario blokai yra tinkami naudoti pagalbiniame ESW ir veikia kaip geriausias suvirinimo formavimo įtaisas. Tačiau tokie atraminiai blokai trukdo šlako vonios gylio stebėjimui ir tinkamam kreiptuvų išdėstymui. Todėl pageidautina, kad vienoje jungties pusėje būtų naudojamas vandeniu aušinamas stacionarus vario blokas ir, kita vertus, stumdomasis blokas.
Naudojant stacionarius laikančius blokus abiejose jungties pusėse, šlako vonios gylis gali būti stebimas pagal proceso garsą, kuris yra geriausias, kai jis yra lengvas burbuliuojantis garsas arba labiau moksliškai, pažymėdamas srauto tūrį, V f ' įeina į sąnarį Šlako vonios gylis paprastai skaičiuojamas 4 cm, o veikimo metu jis neturi viršyti 5 cm. Operacijos metu srautas pridedamas iš konteinerio, pagaminto iš elektros laidininko.
Veikimo ir suvirinimo srovė:
Elektrodų viela perstumiama per suvartojamą kreiptuvą, kol ji paliečia pradinės karterio dugną. Tada ji yra įtraukta, kol ji yra lygi su apatiniu kreipiamojo vamzdelio galu. Tada dugno dugnas yra padengtas kiekiu plieninės vatos, o atraminiai batai yra sumontuoti. Bet koks tarpas tarp darbų ir atraminių blokų sandarinamas moliu ar glaistu.
Eksploatuojamo vadovo ESW procesas pradedamas taip pat, kaip ir įprastas ESW procesas, naudojant tik elektrodus. Jei paleidimo metu elektrodas suvirinamas prie dugno dugno, tuomet ištraukiamas vielos tiektuvo ritinėlis, laidas ištraukiamas iš kreipiamojo ir užspaudžiamas iki 300 - 500 mm.
Traukimo ritinys vėl įjungiamas ir vielos tiekimas atnaujinamas. Jei tai atsitinka daugiau nei vieną kartą, pirmiau minėta procedūra kartojama kiekvieną kartą, tačiau vielos tiekimas neturėtų būti tęsiamas tol, kol šlako vonios viršutinis paviršius ištirps kreiptuvo galas. Tai gali užtrukti nuo 2 iki 5 minučių. Ta pati procedūra gali būti taikoma, jei elektrodo laidas suvirinamas prie apatinio kreipiančiojo vamzdelio galo.
Kitas patikimas būdas pradėti eksploatuoti vadovą ESW yra išlydyti šlakas į pradinį maišelį. Sluoksnis ištirpinamas grafito tiglyje ir po to supilamas į pradinį maišelį.
3 mm skersmens elektrodų vielos suvirinimo srovė I w :
Optimalus suvirinimo greitis yra darbinio storio funkcija ir galima gauti iš 11.23 pav.
Elektrodo padavimo greitį nurodo:
V e = Vw ( d - g S g ) / ∑A e ……. (11.3)
kur,
v e = elektrodo padavimo greitis, m / val
A d = nusodinto metalo skerspjūvio plotas
A e = visų elektrodų skerspjūvio plotų suma.
(11-3) lygtimi gautas vielos padavimo greitis neturėtų viršyti kritinės vertės, kuri darbiniam storiui, viršijančiam 100-150 mm, yra tarp 100-150 m / val. (1, 65–2-35 m / min).
Programos:
Be įprastinių ESW paminėtų taikomųjų priemonių, suvartojamo kreipiamojo metodas gali būti naudojamas tarp 50 mm storio standumo šonkauliams. Jis taip pat naudojamas jungiamosioms vieloms gaminti, nesukeliamuose siūluose, esančiose storose sienelėse, elektros jėgainėse; padidėjęs skersmuo ir sienelių storis padidina tokių jungčių efektyvumą. Tačiau ESW vadovas yra labiau pritaikytas trumpesniems suvirinimo siūlams nei ilgesniems suvirinimo siūlams.
Variantas # 2. ESW su plokštės ir juostelės elektrodais:
Plokšteliniai ir juostiniai elektrodai naudojami tiesiam suvirinimui, kurio maksimalus ilgis yra 1500 mm, kai darbinis storis yra nuo 30 iki 1000 mm. Bendrieji nustatymai ir dažniausiai naudojami elektrodai, turintys didelius skerspjūvio plotus, yra parodyti Fig. 11.24 ir 11.25. Šie elektrodai gali būti vienas gabalas arba pastatyti iš kelių plokščių, strypų, kvadratų ar kitų sekcijų.
Jei darbinis storis yra iki 200 mm, vienas plokštelinis elektrodas yra tinkamas, tačiau sunkesniuose darbo ruožuose naudojami du ar trys elektrodai. Paprastai pirmenybė teikiama trijų elektrodų sistemai, kadangi ji palaiko pagrindinį maitinimą subalansuota apkrova. Plokšteliniai elektrodai su išilginiais plyšiais (11-24 pav.) Užtikrina, kad krašto įsiskverbimas būtų vienodesnis, ypač svarbus suvirinant varį, aliuminį, titaną ir jų lydinius.
Bet kokio pageidaujamo storio plokšteliniai elektrodai gali būti naudojami atsižvelgiant į tai, kad optimalus tarpas tarp elektrodo ir jungties pusės yra nuo 8 iki 10 mm ir kad optimalus elektrodo storis yra nuo 10 iki 12 mm, kai tarpas yra 28–32 mm.
Plokštelinio elektrodo plotis priklauso nuo darbo storio. Suvirinant vienu elektrodu plokštelinio elektrodo plotis yra lygus darbo storiui, tačiau, kai naudojami du ar trys plokšteliniai elektrodai, jų plotis sumažinamas tokiu pačiu dydžiu, kaip ir tarpai tarp jų, kuris paprastai yra lygus 12–16 mm. .
Plokštelinio elektrodo ilgį galima nustatyti naudojant šią lygtį:
L p = l w b w / δ e + l c ……. (11.4)
kur,
L p = plokštelinio elektrodo ilgis,
l w = jungties ilgis, įskaitant pradžios ir apdailos skirtukus,
b w = jungties tarpas,
δ e = elektrodo storis,
l c = ilgis, į kurį atsižvelgiama, kai tvirtinama konstrukcija (maždaug 500 mm)
Elektrodų ilgis laikomas 3600 mm, kai suvirinimo ilgis yra 1000 mm, o elektrodų dydis ir skaičius kaip plokštės storio funkcijos pateiktos 11.6 lentelėje.
Plokštelių elektrodų suvirinimo siūlės yra mažos srovės tankiu iki 0-6 A / mm 2 ir mažos įtampos nuo 30 iki 40 voltų. Dėl to padidėja proceso stabilumas sunkesniems storiams.
Plokščių elektrodų suvirinimo srovė apskaičiuojama pagal:
I w = 1, 2 (Vw + 0, 2 V p ) δ e. S e
kur,
l - suvirinimo srovė, A
v w = suvirinimo greitis, m / val
v p = plokštės elektrodo padavimo greitis, cm / val.
δ e = elektrodo storis, cm
S e = plokštelinio elektrodo plotis, cm.
Nustatyta, kad didelio skerspjūvio plokštelinio elektrodo optimalus padavimo greitis yra nuo 1, 2 iki 3-5 m / val.
Suvirinimo siūles, kurių ilgis yra iki 300 mm, nereikia naudoti izoliatorių, kad būtų išvengta atsitiktinio trumpojo jungimo tarp elektrodo ir darbų. Tačiau siūlės, kurių ilgis viršija 300 mm, turi įprastų izoliatorių, kaip ir ESW.
Plokštelių elektrodo ESW procesą gali pradėti bet kuris iš šių trijų būdų:
1. Naudojant pradinį srautą,
2. su smailiuoju elektrodu,
3. Įpilant išlydytą srautą į pradinį maišytuvą.
Norint pradėti procesą naudojant „pradinį srautą“, jis dedamas į dugno dugną, o elektrodas tiekiamas lėtiausiu greičiu ir reguliariai užfiksuojamas plaktuku, kad būtų geriau kontaktuojama su srautu. Kai pradinės srauto dalis ištirpsta, nedidelis kiekis „tekančio srauto“ pridedamas taip, kad susidarytų pageidaujamo gylio šlako vonia, o elektrodo padavimo greitis padidinamas iki nurodytos vertės per vieną ar dvi minutes.
Norint pradėti procesą su smailiuoju elektrodu, tarp elektrodo antgalio ir darbų įprasta įdėti plieninės vatos (arba plieno lakštų arba drožlių) rutulį. Kartais pats elektrodas nėra nukreiptas, vietoj jo antgalio yra suvirinti keli 5–6 mm skersmens ir 150–200 mm ilgio strypai (11.25 pav.).
Trečiasis proceso inicijavimo metodas, ty naudojant išlydytą šlaką, yra greičiausias iš visų metodų. Tačiau tam reikia papildomo lydymo ir išlydyto šlako įsiurbimo į maišelį.
Siekiant išvengti suliejimo trūkumo ir priverstinio mažinimo, geriau išlaikyti atraminį bloką iki maždaug 8 mm. Be to, norint geriau įsiskverbti, šlako vonios gylis turėtų būti palaikomas nuo 25 iki 35 mm.
Suvirinant juosta elektrodu, jis įpilamas į šlako vonią per plokščią kreiptuvą, kuris yra izoliuotas nuo darbo, kaip parodyta 11.26 pav. Priklausomai nuo darbo storio, gali būti naudojami iki 3 juostų elektrodai. Elektrodo kreiptuvai yra vartojamos rūšies ir yra pagaminti iš 1 arba 2 mm storio lapo, atitinkančio atitinkamą kompoziciją. Juostos elektrodai paprastai yra 1 arba 1, 2 mm storio.
Juosteliniai elektrodai gali būti pagaminti iš norimo ilgio, kad būtų užpildytos ilgesnės suvirinimo jungtys, nei galima suvirinti plokšteliniais elektrodais. Lyginant su suvartojamo kreipiamojo suvirinimu, juostelės elektrodai užtikrina vienodesnį įsiskverbimą.
Variantas # 3. Electroslag Flash Butt Welding:
„Electroslag“ blykstės suvirinimas, kurio nustatymas pateiktas 11.27 pav., Nereikalauja jokio užpildo. Proceso pradžiai išlydytas šlakas pilamas vertikaliai aplink apatinį gabalėlį pastatytame maišelyje; alternatyviai, išlydytas šlako vonios yra sukuriamos lanku su anglies elektrodu.
Tai užtikrina apatinio gabalo šildymą. Kai bus sukurtas pageidaujamo gylio šlako vonios, anglies elektrodas ištraukiamas ir viršutinis gabalas supilamas į šlako vonią. Šlakas mirksi viršutinę dalį, tai yra, jis pakelia jį į sulietą tašką ir išlydytas metalas teka ant apatinio gabalo, kad susidarytų metalinis baseinas po šlako vonia.
Mirksėjimo laikas nustatomas pagal bandymą ir klaidą ir paprastai yra nuo 2 iki 3 minučių. Nustačius norimas sąlygas, maitinimo šaltinis išjungiamas, o viršutinis gabalas priveržiamas į apatinį gabalą, kurio greitis 5, 5–8, 5 mm / s (20–30 m / val.). Išlydyto metalo kiekis baseine ir išstumtas ištraukimas turėtų būti pakankamas, kad būtų išvengta šlako užpildytų ertmių, esančių tarp dviejų ruošinių, esančių netoli periferijos.
Šlako vonios gylis, suvirinimo įtampa ir viršutinio gabalo suvirinimo įtampa suvirinimo blykstėje išlaikomos taip pat, kaip suvirinant plokšteliniu elektrodu. Šis procesas geriausiai tinka strypų arba strypų gaminių masinei gamybai iki 300 cm 2 skerspjūvio plote.
Variantas # 4. Bifilar Circuit ESW:
Bifilario ESW varianto nustatymas pateiktas 11.28 pav. Naudojami keturi plokšteliniai didelio skerspjūvio elektrodai. Du išoriniai elektrodai išlieka stacionarūs, o du vidiniai yra tiekiami vienodu greičiu į suvirinimo baseiną.
Cheminė elektrodų sudėtis sutampa su darbo medžiaga. Vienfazio suvirinimo transformatoriaus sujungimas su elektrodais pagal schemą sumažina suvirinimo grandinės indukcinę impotenciją, o centrinio čiaupo prijungimas prie transformatoriaus, kuris yra antrinis, leidžia keisti stacionarių ir judančių elektrodų lydymosi greitį. už kiekvieną reikalavimą. Vidiniai judantys elektrodai paprastai yra du ar tris kartus didesni už sąnarių ilgį, o išoriniai elektrodai, žinoma, yra tokio pat ilgio, kaip ir pati suvirinimo jungtis. Įstatymo tarpas paprastai yra 60 - 80 mm.
Tarpas tarp išorinių elektrodų ir suvirintų darbinių dalių yra minimalus ir paprastai yra nuo 7 iki 10 mm. Vidiniai elektrodai yra nuo 35 iki 50% mažesni už išorinius elektrodus ir tarp jų yra nuo 30 iki 40 mm. Suvirinimo galo išvaizdą reguliuoja vandens aušinimo fiksuotų vario laikymo blokų įdubimas.
Suvirinimas paprastai pradedamas pilant išlydytą šlaką į suvirinimo ertmę (11.28 pav.). Reikalingas pradinis skystis, nes procesas greitai stabilizuojasi. Srovės valdiklis užtikrina automatinį nuolatinių suvirinimo sąlygų palaikymą. Šis ESW proceso variantas gali būti naudojamas sėkmingai suvirinti beveik bet kokio dydžio stačiakampius, kvadratinius ir apskritus profilius.
