Huvudvarianter av GTAW

Det finns ett antal varianter av Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) -processen och några av de mer populära av dessa är följande: 1. Pulserad ström GTAW 2. Hot Wire GTAW 3. GTAW Arc Spot Svetsning.

Variant # 1.Pulsad Nuvarande GTAW:

I pulserad nuvarande GTAW matas svetsströmmen i pulser snarare än i konstant storlek. Detta beror på att den konventionella GTAW när den används för tunna skivor kräver mycket låg ström, vilket, beroende på strömmen, gör bågen vandrande från punkt till punkt på svetsbassängens yta eller elektrodens spets. Stabiliteten hos bågen kan uppnås i sådana fall om strömmen matas i pulser. Naturen av förändring i svetsströmmen från konventionell till pulsläge för DC och AC-ljusbåge som visas i figur 9.19.

Uppvärmning och fusion sker under pulsströmperioderna medan kylning och stelning sker under bakgrundsströmperioderna. Pulserande GTAW-strömkällor är försedda med speciella enheter för att ställa in dessa puls- och bakgrundsströmmar och deras tidsperioder. När dessa parametrar är justerade och inställda, levererar strömkällan pulsström och bakgrundsström för motsvarande tidsperioder tills nya anpassningar görs för ett annat material eller ett jobb.

Pulserande svetsströmmen ger en kraftfull metod för att öka toleransen för GTAW för att passa upp variationer i arbetsstycket. Svetsning med pulserad ström resulterar i en serie separata fläckar som normalt överlappar ca 50% av spotdiametern.

När svetshuvudet hålls stationärt under pulsperioden är fläckarna av cirkulär utseende och med maximal penetration för inställda strömparametrar, som visas i figur 9.20. När svetshuvudet flyttas med kontinuerlig hastighet blir fläckarna långsträckta med något mindre penetration.

Denna kontinuerliga rörelse av svetshuvudet är ett föredraget sätt att svetsa. DCEN är den föredragna strömförsörjningen, även om ac används där rengöring av mobilkatoden är ett viktigt krav som vid svetsning av aluminiumlegeringar och aluminiumbronsar.

I allmänhet justeras pulsströmmen vid 1-5 till 2 gånger den normala jämnströmmen som används för samma jobb. Bakgrundsströmmen är inställd på 15 till 25% av pulsströmstyrkan. Om pulsströmmen är inställd till 200A kan bakgrundsströmmen exempelvis ställas in mellan 30 och 50 ampere.

Tidsperioderna för puls- och bakgrundsströmmarna är lika viktiga, eftersom den förstnämnda bestämmer svetspoolens storlek och penetrationsdjupet medan den senare kontrollerar solidifieringshastigheten hos den smälta pärlan. Om svetspumpen blir för stor reduceras pulsperioden och om penetrationen är för djup reduceras pulsströmmen.

Rektangulär puls befinner sig tillfredsställande för de flesta ändamål, men vid behov kan puls av vilken form som helst skapas för att uppnå de önskade målen. Exempelvis visar fig 9.14 en sammansatt puls som ger tillfredsställande kraterfyllningsoperation och hjälper till att styra utvecklingen av sprickor i svetsar. Emedan de rektangulära pulserna kan erhållas genom att införliva ett enkelt motstånd med bypass-omkoppling i utgångskretsen i en konventionell uppsättning, är speciella formgivna pulser transistorstyrning av utströmmen nödvändig.

Förvrängning eller vridning, särskilt på tunna material, reduceras genom användning av pulserad GTAW. Huvudanvändningen av puls GTAW är emellertid att svetsa olika material eller samma material med olika tjocklekar. En annan viktig tillämpning är läggning av rotkörning i rörsvetsning; detta minskar värmeuppbyggnaden och följaktligen variationen i rotpenetrationen. Slangar till rörplattor är speciellt lämpliga för puls GTAW eftersom de involverar olika tjocklekar och omkretsled.

Pulsström GTAW används huvudsakligen som en automatisk process men den kan även användas med framgång i sitt manuella läge. Pulserande ström reducerar dock svetshastigheten.

Variant # 2. Hot Wire GTAW:

I denna variant av GTAW-processen används en ytterligare elektrisk krets för att värma påfyllningsdragen innan den matas till svetsbassängen; Utöver detta är utrustningen lik den som används för att mata kalltråd. Tråden värms upp med elektrisk motståndsuppvärmning med lågspännings AC från en konstant potentiell strömkälla.

När varmkoppen GTAW-processen används för downhand-svetsning, matas ledningen mekaniskt och inert gasskydd tillhandahålls för att skydda svetsbassängen och den heta ledningen från oxidation. Ett sådant system visas i figur 9.21.

Normalt används en blandning av 75/25 He-Ar för att skydda volframelektroden, fyllnadsledningen och svetsbassängen.

Hot wire GTAW resulterar i en avsevärd ökning av deponeringshastigheten som kan närma sig den som erhållits av GMAW. Jämförelsen mellan deponeringshastigheterna uppnådd genom heta tråd- och kalltråd-GTAW-processer visas i figur 9.22

Det aktuella flödet för uppvärmning av fyllnadsledningen initieras genom att en kontakt sätts mellan ledningen och arbetsstyckets yta vid svetsbassängens kant. Den heta kabeln matas bakom bågen med en vinkel på 40 ° -60 ° mellan kabeln och volframelektroden. AC används för trådvärmekretsen för att undvika bågblåsning.

Användning av AC för tråduppvärmning resulterar emellertid i svängning av DC-volframbågen i längdriktningen till 30 grader när värmeströmmen är 60% av ljusströmmen och oscillationen är 120 ° när de två strömmarna är lika. För att styra oscillationen är den bästa metoden att använda Fyllningstråd med en maximal diameter på b7 mm som begränsar värmeströmmen till 60% i förhållande till ljusströmmen.

Hot wire GTAW har framgångsrikt använts för svetsning av kol- och låglegeringsstål, rostfria stål och legeringar av koppar och nickel. Förvärmning av tråden är inte särskilt tillfredsställande för material med hög ledningsförmåga som aluminium och koppar eftersom de kräver tungare strömmar för upphettning vilket resulterar i ojämn smältning och överdriven båge nedanför. En annan viktig användning av hot wire GTAW är gjord i ytbeläggning speciellt för deponering av rostfritt stål på kolvstålbas.

Variant # 3. GTAW Arc Spot Svetsning:

Arc-punktsvetsning är en viktig variant av GTAW-processen. Utrustningen som används är i grunden densamma som för konventionell GTAW förutom att styrsystemet innehåller timing-enhet och ficklampan är modifierad.

Arc-punktsvetsning kan göras med antingen ac eller dcen. Likström med elektrod negativ används för alla material utom aluminium för vilken ac med kontinuerlig överlagring av högfrekvent ström används. Brännarmunstycket används för att trycka på så att delarna svetsas i nära kontakt. Munstycket är tillverkat av koppar eller rostfritt stål och är ofta vattenkyld eftersom bågen är helt innesluten i munstycket.

Dysutformningen bestämmer elektroden till arbetsstyckets avstånd vilket är kritiskt för att uppnå god svetsning. Munstycket är försedd med ventilationsportar för att påverka gasflödet och flykten. Munstyckets innerdiameter är diametern för volframelektroden och är vanligtvis omkring 12 mm. Svetsbrännaren är också försedd med en utlösningsbrytare som aktiverar punktsvetsningscykeln.

Den använda avskärmningsgasen är antingen helium eller argon med en flödeshastighet av 2-5 till 4-5 lit / min. Kontaktytan mellan munstycket och arbetsytan ska vara bra för att undvika överflöd av gas. Helium ger en liten svetsnugg med större penetration medan argon ger en större svetsnugg med mindre penetration.

Den normala arbetssekvensen är att punktsvetsbrännaren trycks på arbetsstycket där punktsvetsning ska göras. Omkopplaren sätter igång facklan och som startar gasen och vattnet rinner för att rena systemet och att påverka kylningen. Bågen initieras av HF-urladdningen för vilken konturkretsen visas i fig 9.23.

Bågen fortsätter för den förinställda tiden och punktsvetsningen uppnås. Koppar back-up plattan används för punktsvetsning tunt ark, t.ex. 0, 5 mm tjocklek. Det är bättre att använda kortströmcykeln med hög ström snarare än lågström och lång cykel. Överdriven ström kan leda till stänk. Båglängdskontrollen är också nödvändig, eftersom en lång båge leder till överhettning och underskärning medan en kort båge ofta resulterar i elektrodförorening på grund av kortslutning mellan spetsen och den expanderande smälta metallen.

GTAW bågspetssvetsning används för maximal tjocklek på 1, 6 mm ark. Normalt används ingen fyllnadsmetall, men vid behov matas den med hjälp av speciella trådmatare. Fyllningstrådstillägg förbättrar nuggets konfiguration och hjälper till att övervinna kratersprickning.

GTAW bågspetssvetsning används ofta vid tillverkning av automatiska delar, precisionsmetalldelar och delar till elektroniska komponenter och apparater. Det är särskilt användbart där åtkomst till ett varv kan endast erhållas från ena sidan. Processen används huvudsakligen i sitt halvautomatiska läge men det kan mekaniseras och till och med styras av numeriskt styrda (NC) system för att uppnå hög produktionshastighet.

Twin electrode GTAW används där en jämn bred svets krävs, t.ex. vid tillverkning av kabelmantel från remsa. Två volframelektroder används med separat fasförsörjning från Scott tvåfasstransformator.

Sålunda träffar bågen från varje elektrod separat. De två elektroderna flyttas sida vid sida längs ledningen för att erhålla en bred jämn svets utan några underklyvningar. Ett sådant arrangemang kan användas för att lägga en kosmetisk spår eller för ytbeläggning.

Manuell programmerad GTAW kan uppnås genom användning av en fotreglerad reostat för att starta och avsluta en svets. För vissa specifika svetsar krävs ytterligare förändringar i strömmen under svetscykeln som uppnås genom programmerare på kommandot för en omkopplare.

En fingerbrytare på GTAW-facklan kan användas för att välja ett specifikt program för att uppnå önskad svetsning. Omkopplaren kan också användas för att avsluta ett program eller upprepa det. Denna typ av svetsning med GTAW kallas manuell programmerad GTAW och används vanligtvis för svetsning av rör-till-rörplåt och rotpass svetsning i rörarbete.