Elektriskt bågsvetsning: Betydelse, procedur och utrustning
Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om: - 1. Betydelsen av elektrisk bågsvetsning 2. Proceduren för elektrisk bågsvetsning 3. Elektrisk ström för svetsning 4. Betydelse av polaritet 5. Utrustning 6. Kantframställning av en gemensam 7. Elektroder.
Betydelse av elektrisk bågsvetsning:
Bågsvetsningen är en fusionssvetsprocess där värmen som krävs för att smälta metallen erhålles från en elektrisk båge mellan basmetallen och en elektrod.
Elbågen bildas när två ledare rör varandra och separeras sedan av ett litet mellanrum på 2 till 4 mm, så att strömmen fortsätter att flöda genom luften. Temperaturen som alstras av elbågen är ca 4000 ° C till 6000 ° C.
En metallelektrod används som levererar fyllmedlet. Elektroden kan vara fluxbelagd eller bar. Vid blyelektrod levereras extra flödesmaterial. Både likström (DC) och växelström (AC) används för bågsvetsning.
Växelströmmen för ljusbåge erhålls från en steg-ner-transformator. Transformatorn tar emot ström från huvudtillförseln vid 220 till 440 volt och går ner till önskad spänning, dvs 80 till 100 volt. Likström för ljusbåge erhålls vanligtvis från en generator som drivs av antingen en elektrisk motor eller patrull eller dieselmotor.
En öppen kretsspänning (för slående båg) vid liksvetsning är 60 till 80 volt medan en spänningsavspänning (för att bibehålla bågen) är 15-25 volt.
Förfarande för elektrisk bågsvetsning:
Först och främst är metallbitar som ska svetsas noggrant rengjorda för att avlägsna damm, smuts, fett, olja etc. Därefter ska arbetsstycket fast hållas i lämpliga armaturer. Sätt in en lämplig elektrod i elektrodhållaren i en vinkel på 60 till 80 ° med arbetsstycket.
Välj rätt ström och polaritet. Platsen är markerad av bågen på de platser där svetsning ska utföras. Svetsningen görs genom att elektroden kontaktas med arbetet och därefter separeras elektroden till ett lämpligt avstånd för att skapa en båge.
När bågen erhålles, producerar intensiv värme, smälter arbetet under bågen och bildar en smält metallpool. En liten depression bildas i arbetet och den smälta metallen deponeras runt kanten av denna depression. Den kallas bågkrator. Slaggen borstar av lätt efter att fogen har svalnat. Efter svetsningen är över, bör elektrodhållaren tas ut snabbt för att bryta bågen och strömtillförseln är avstängd.
Elektrisk ström för svetsning:
Både DC (likström) och AC (växelström) används för att producera en båge i elektrisk bågsvetsning. Båda har sina egna fördelar och applikationer.
DC-svetsmaskinen erhåller ström från en växelströms- eller diesel- / bensingenerator eller från en solid-likriktare.
Kapaciteten hos DC-maskinen är:
Nuvarande:
Upp till 600 ampere.
Öppet kretsspänning:
50 till 90 volt, (för att producera båge).
Closed Circuit Voltage:
18 till 25 volt, (för att bibehålla båge).
AC-svetsmaskinen har en steg-transformator som mottar ström från huvudströmförsörjningen. Denna transformator spänner ner spänningen från 220 V-440V till normal öppen kretsspänning på 80 till 100 volt. Det aktuella intervallet finns upp till 400 ampere i steg om 50 ampere.
Kapaciteten hos AC-svetsmaskinen är:
Nuvarande Område:
Upp till 400 ampere i steg om 50 ampere.
Inspänning:
220V-440V
Faktisk nödvändig spänning:
80 - 100 volt.
Frekvens:
50/60 Hz.
Betydelsen av polaritet:
När likström används för svetsning finns följande två typer av polaritet tillgängliga:
(i) Rak eller positiv polaritet.
(ii) Omvänd eller negativ polaritet.
När arbetet görs positivt och elektroden är negativ kallas polaritet rak eller positiv polaritet, som visas i figur 7.16 (a).
I rakt polaritet fördelas ca 67% av värmen vid arbetet (positiv terminal) och 33% på elektroden (negativ terminal). Den raka polariteten används där mer värme krävs vid arbetet. Den järnmetallen som mjukt stål, med snabbare hastighet och ljudsvetsning, använder denna polaritet.
(a) Rak polaritet.
(b) Omvänd polaritet
Å andra sidan, när arbetet görs negativt och elektroden är positiv är polariteten känd som omvänd eller negativ polaritet, såsom visas i fig 7.16 (b).
I omvänd polaritet frigörs ca 67% av värmen vid elektroden (positiv terminal) och 33% på arbetet (negativ terminal).
Den omvända polariteten används där mindre värme krävs vid arbetet som vid tunnplåtsvetsning. De icke-järnmetaller som aluminium, mässing och bronsnickel är svetsade med omvänd polaritet.
Utrustning som krävs för elektrisk bågsvetsning:
De olika utrustning som krävs för elektrisk bågsvetsning är:
1. Svetsmaskin:
Den använda svetsmaskinen kan vara AC- eller DC-svetsmaskin. AC svetsmaskinen har en down-down transformer för att minska ingångsspänningen på 220-440V till 80-100V. DC-svetsmaskinen består av en växelströmsgenerator eller en diesel / bensinmotor-generator eller en transformator-likriktare svetssats.
AC-maskin arbetar vanligen med 50 hertz eller 60 hertz strömförsörjning. Effekten hos AC-svetstransformatorn varierar från 80% till 85%. Den energi som förbrukas per kg. av deponerad metall är 3 till 4 kWh för AC-svetsning medan 6 till 10 kWh för likströmsvetsning. AC-svetsmaskin arbetar vanligen med en låg effektfaktor på 0, 3 till 0, 4, medan motorn i DC-svetsning har en effektfaktor på 0, 6 till 0, 7. Tabellen nedan visar den spänning och ström som används för svetsmaskinen.
2. Elektrodehållare:
Elektroderhållarens funktion är att hålla elektroden i önskad vinkel. Dessa finns i olika storlekar, enligt ampere betyg från 50 till 500 ampere.
3. Kablar eller ledningar:
Funktionen hos kablar eller ledningar är att bära strömmen från maskinen till arbetet. Dessa är flexibla och gjorda av koppar eller aluminium. Kablarna är gjorda av 900 till 2000 mycket fina trådar vridna ihop för att ge flexibilitet och större styrka.
Ledningarna är isolerade av gummiöverdrag, förstärkt fiberbeläggning och vidare med en tung gummibeläggning.
4. Kabelanslutningar och lugs:
Kabeldonans funktioner är att koppla mellan maskinbrytare och svetselektroderhållare. Kopplingar av mekanisk typ används; som de kan monteras och tas bort mycket enkelt. Anslutningarna är utformade enligt den aktuella kapaciteten hos de använda kablarna.
5. Chipping Hammer:
Funktionen av chipping hammer är att ta bort slaggen efter att svetsmetallen har stelnat. Den har mejsel form och är spetsig i ena änden.
6. Wire brush, Power Wire Wheel:
Funktionen hos trådborste är att avlägsna slaggpartiklarna efter chipping genom chipping hammare. Ibland, om det är tillgängligt, används ett strömtrådshjul på plats manuellt trådborste.
7. Skyddskläder:
Funktionerna av skyddskläder som används är att skydda händerna och kläderna i svetsaren från värmen, gnistan, ultraviolett och infraröd strålar. Skyddskläder som används är läderförkläde, mössa, handskar på läder, läderhylsor, etc. Höga fotledshårskor måste vara slitna av svetsaren.
9. Skärm eller ansiktssköld:
Skärmens och ansiktsskärmens funktion är att skydda ögonen och ansiktet på svetsaren från de skadliga ultravioletta och infraröda strålningarna som produceras under svetsning. Skärmningen kan uppnås från huvudhjälm eller handhjälm.
Kantframställning av en gemensam
Effektiviteten och kvaliteten på den svetsade leden beror också på korrekt förberedelse av kanterna på plattorna som ska svetsas. Det är nödvändigt att ta bort alla skalor, rost, fett, färg etc. från ytan före svetsning.
Rengöringen av ytan bör utföras mekaniskt med trådborste eller kraftledningshjul, och sedan kemiskt med koltetraklorid. Korrekt form på plattans kanter bör ges för att skapa en korrekt ledning.
Formen på kanterna kan vara slät, V-formad, U-formad, omformad, etc. Valet av olika kantformer beror på typen av tjocklek av metall som ska svetsas. Några olika typer av spår för kanterna av arbetet visas i figur 7.17. BaDD
(i) Square Butt:
Den används när tjockleken på plattan är från 3 till 5 mm. Båda kanterna som ska svetsas ska vara åtskilda ca 2 till 3 mm från varandra, vilket visas i figur 7.17 (a).
(ii) Singel-V-Butt:
Den används när plattans tjocklek är 8 till 16 mm. Båda kanterna är avfasade för att bilda en vinkel av ca 70 ° till 90 °, såsom visas i fig 7.17 (b).
(Iii) Double-V-Butt:
Den används när plattans tjocklek är mer än 16 mm och där svetsning kan utföras på båda sidor av plattan. Båda kanterna är fasade för att bilda en dubbel-V, såsom visas i fig 7.17 (c).
(iv) Singel och Dubbel-U-Butt:
Den används när tjockleken på plattan är mer än 20 mm. Kanten förberedelse är svår men lederna är mer tillfredsställande. Det kräver mindre fyllmedel, som visas i figur 7.17 (d) och (e).
Bågsvetselektroder:
Bågsvetselektroder kan klassificeras i två stora kategorier:
1. Icke-förbrukningsbara elektroder.
2. Förbrukningselektroder.
1. Icke-förbrukningsbara elektroder:
Dessa elektroder förbrukas inte under svetsoperationen, sålunda de heter, icke-förbrukningsbara elektroder. De är generellt gjorda av kol, grafit eller volfram. Koldelektroderna är mjukare medan volfram och grafitelektroder är hårda och spröda.
Kol- och grafitelektroder kan endast användas för liksvetsning, medan tungstonelektroder kan användas för både DC- och AC-svetsning. Fyllmaterialet tillsätts separat när dessa typer av elektroder används. Eftersom elektroderna inte förbrukas är den erhållna bågen stabil.
2. förbrukningselektroder:
Dessa elektroder smälter under svetsning och levererar fyllmaterialet. De är generellt gjorda med liknande sammansättning som den metall som ska svetsas.
Båglängden kan bibehållas genom att elektroden flyttas mot eller bort från arbetet.
De förbrukningsbara elektroderna kan vara av följande två typer:
(i) Bare elektroder:
Dessa finns i form av kontinuerlig tråd eller stavar. De måste endast användas med rak polaritet vid DC-svetsning. Blåelektroder ger ingen skärmning till smältmetallpoolen från atmosfäriskt syre och kväve.
Följaktligen är svetsarna erhållna av dessa elektroder av lägre hållfasthet, lägre duktilitet och lägre korrosionsbeständighet. De finner begränsad användning i mindre reparationer och dålig kvalitet. De brukade svetsa smidesjärn och mjukt stål. I modern praxis används de inte eller används sällan. De är också kända som vanliga elektroder.
(ii) Belagda elektroder:
Dessa kallas ibland också som konventionella elektroder. En beläggning (tunt skikt) av flussmaterial appliceras runt svetsstången och därmed betecknas som belagd elektrod. Flödet, under svetsning, ger en avskärmning till den smälta metallsonen från det atmosfäriska syret och kvävet. Detta flöde förhindrar också bildning av oxider och nitrider. Flux reagerar kemiskt med de oxider som finns närvarande i metallen och bildar en smältbar smältbar slagg.
Slaggen svävar på toppen av svetsen och kan lätt pussas bort efter stelning av svetsning. Svetskvaliteten som produceras av belagd elektrod är mycket bättre jämfört med den hos nakna elektroder.
Beroende på beläggningsfaktorn eller tjockleken på flussbeläggningen delas belagda elektroder i tre grupper:
(a) Lätt belagda elektroder.
(b) Medelbelagda elektroder.
(c) Tungbelagda elektroder.
En jämförelse av tre typer av belagda elektroder ges i tabell 7.10:
Fördelar med Fluxbelagda elektroder:
Flussbeläggningen på svetselektroder kan ha fördelar. Några av dem följer:
1. Det skyddar svetszonen från oxidation genom att ge en atmosfär av intergas runt bågen.
2. Den producerar låg smält temperatur slagg, som löser upp de orenheter som finns i metallen som oxider och nitrider, och flyter på svetsbassängens yta.
3. Det förfinar kornets storlek på den svetsade metallen.
4. Det lägger legeringselement till den svetsade metallen.
5. Det stabiliserar bågen genom att tillhandahålla vissa kemikalier som har denna förmåga.
6. Det minskar spridningen av svetsmetall.
7. Det koncentrerar ljusbågen och minskar termiska förluster. Detta resulterar i ökad ljusbågstemperatur.
8. Det saktar svetsens kylhastighet och accelererar härdningsprocessen.
9. Det ökar hastigheten på metallavsättning och penetrationen som erhålls.
Beståndsdelar av elektrodbeläggningar:
Elektrodbeläggningen kan bestå av två eller flera ingredienser. Olika typer av beläggningar som används för olika typer av metaller som ska svetsas.
Beståndsdelarna i typiska elektrodbeläggningar och deras funktioner ges i tabell 7 11. Vissa av dem diskuteras här:
1. Slagformningskomponenter:
De slaggbildande ingredienserna är kiseloxid (Sio 2 ), Manganoxid (Mno 2 ), järnoxid (F e O), asbest, glimmer etc. I vissa fall används aluminiumoxid (Al 2 o 3 ) också gör bågen mindre stabil.
2. Beståndsdelar att förbättra båtegenskaper:
Ingredienserna för att förbättra bågegenskaper är natriumoxider (Na2O), Kalciumoxider (CaO), magnesiumoxider (MgO) och titanoxid (TIO 2 ).
3. Deoxiderande beståndsdelar:
Deoxideringsbeståndsdelarna är grafit, pulveriserat aluminium, trämjöl, kalciumkarbonat, stärkelse, cellulosa, dolomit etc.
4. Bindande beståndsdelar:
De använda bindningsmaterialen är natriumsilikat, kaliumsilikat och asbest.
5. Alloying Constituents:
De legeringselement som används för förbättring av svetsstyrkan är vanadinkobolt, molybden, aluminium, krom, nickel, zirkonium, volfram etc.
Specifikation av elektroder:
Specifikationen av elektroder tillhandahålls av Bureau of Indian Standard IS: 815-1974 (andra revision).
I enlighet härmed specificeras de belagda elektroderna av:
(i) Ett prefixbrev.
(ii) Ett sexsiffrig kodnummer.
(iii) En suffix bokstav.
(i) Prefixbrev:
Prefixbrevet anger metoden för tillverkning av elektroder.
Dessa prefixbrev med metoden för tillverkning av elektroder ges i tabell 7.12:
(ii) Ett sex siffrigt kodnummer:
Det sexsiffriga kodnumret indikerade prestandegenskaperna och mekaniska egenskaper hos svetsmetalldepositionen.
Betydelsen av varje enskild siffra från en till sex anges i tabell 7.13:
(iii) Suffix Letter:
Suffixbrevet indikerar elektrodens speciella egenskaper eller egenskaper.
Dessa anges i tabell 7.14:
De första siffrorna i kodnumret förklarar väsentligen typen av beläggning som används på elektroden och detta beläggning anger prestandaegenskaperna.
Det finns sju typer av täckningar som representerar det första siffran i tabellen 7.15:
Den andra siffran i koden anger svetspositionen, enligt tabell 7.16 som anges nedan:
Den tredje siffran i kodnumret anger svetsströmförhållanden som rekommenderas av elproducentens tillverkare.
Dessa anges i tabell 7.17:
Den fjärde, femte och sjätte siffran i kodnumret representerar draghållfasthet, maximal avkastningsspänning och procentuell förlängning med slagvärde.
Dessa anges i tabell 7.18:
Utöver ovanstående kodning måste alla elektroder överensstämma med testkraven i IS: 814 (del I och II) - 1974. Varje elektrodpaket måste ha en märkning som indikerar kodning och specifikation.
Exempel:
IS: 815 kodning: E 315 - 411K
Specifikation: Ref: 814 (Del 1)
Betydelsen av ovanstående exempel är att:
(i) Elektroden tillverkas genom fast extrusion och är lämplig för metallbågsvetsning av mjukt stål. [E].
(ii) Elektroderbeläggningen har en märkbar mängd titan med basmaterial och kommer att producera fluid slagg. [3].
(iii) Elektroden är lämplig för svetsning i platt, horisontell, vertikal och överliggande position. [1].
(iv) Elektroden är lämplig för svetsning med likström, varvid elektroden är + ve eller -ve. Det är också lämpligt att svetsa med en växelström med öppen kretsspänning mindre än 90 volt. [5].
(v) Elektroden har ett streckspänningsområde av avsatt metall är 410 till 510 N / mm2 . [411].
(vi) Elektroden har en maximal avkastningsspänning av avsatt metall är 330 N / nm 2 . [411].
(vii) Elektroden har en minsta procentuell förlängning i dragprov av deponerad metall är 20 procent vid en gauge längd av 5, 65 √S o och medelstarktestvärdet av deponerad metall är 47J vid 27 ° C. [411].
(viii) Elektroden har järnpulver i täckningen, vilket ger en metallåtervinning av 130 till 150 procent.
(ix) Elektroden överensstämmer med IS: 814 (Del-I) -1974.
