Varianter av SAW-processen

Denna artikel lyfter fram de fyra huvudvarianterna av Submerged Arc Welding (SAW) -processen. Varianterna är: 1. Dubbeldelektrod med enkel strömkälla 2. Dubbelelektrod med flera strömkällor 3. Trippelektroder med flera kraftkällor 4. Fus Arc Welding.

Variant # 1. Dubbelelektrod med enda strömkälla :

Även om enstaka SAW är den mest använda processen, finner de flera trådsystemen också omfattande användning på grund av den ökade avsättningsgraden och svetshastigheten som uppnås vilket ökar processens intervall. Fig. 8.28 visar dubbelelektrod SAW-system med användning av en enda strömkälla. I denna process matas två elektroder samtidigt i ett dubbelt svetshuvud som tillåter användning av högre ström. Elektroder kan placeras antingen parallellt eller lutande mot varandra.

Vid parallellinstallation placeras elektroderna 6 till 12 mm från varandra och kan antingen vara i tandem, det vill säga en efter den andra eller i tvärgående matris, dvs rörd sida vid sida. Båda dessa system visas i fig 8.29. Om elektroderna används i tandem kan en ökning av svetshastigheten upp till 50% erhållas, då de används i tvärgående matrisen kan bredare spår fyllas. AC föredras eftersom flera DC-bågar med samma polaritet tenderar att dra ihop.

Den tvärgående uppsättningen av elektroder som visas i fig 8.29 kommer inte att deponera metallen så djupt som tandemelektroder kommer att emellertid kan svetspenetrationsmönstret utökas för att helt täcka ett antal smala svetspärlor.

Ett annat arrangemang är användningen av tvillingelektroder med seriekopplingar, fig 8.30, så att en elektrod är katoden och den andra anoden; och elektroderna placeras i veekonfiguration över svetsaxeln. Denna installation av svetselektroder resulterar i minst penetrationsdjup men tillåter svetsning av plåtar och tunnplattor vid höga svetshastigheter. Eftersom penetreringen är grunt är tjockleken hos den metall som ska svetsas vanligtvis mindre än 12 mm.

Variant # 2. Dubbelelektrod med flera strömkällor:

Dubbelelektrod SAW-system används allmänt och det finns ett urval av både trådar DC, en tråd DC och en tråd AC eller båda kablarna AC

Två-tandem-elektrodpositionen med individuella strömkällor och båda elektroderna positivt ger den djupaste penetreringen av alla system och därmed den högsta svetshastigheten. Detta system är dock benäget för svår bågblåsning. Därför är ljussystemet som ofta används med ledande elektrodpositiv och den bakre och bakre tråden AC eller båda ledningarna ac A DC / AC-systemet, som visas i figur 8.31, har fördelen av djupelektrod negativ. Emellertid är det mest använda arrangemanget antingen djupt för ledande penetreringen av den ledande DC-bågen för att ge hög svetshastighet; medan ljusbågen som normalt körs vid något lägre ström förbättrar svetsens profil och ytfinish.

En all-ac-system är mindre benägen att bågblåsa och är därför föredragen för ett arbetsstycke av komplicerad geometri. Den finner också bred användning vid multi-pass svetsning.

Även om AC-bågar är jämförelsevis fria från bågslag, men de är fortfarande mottagliga för bågböjning beroende på fasskillnaden mellan bågarna. För att övervinna denna svårighet, drivs växelströmssystemen ofta från två eller tre fas Scott-transformer, som visas i figur 8.32, vilket ger 90 ° fasskillnad mellan bågarna. En sluten deltaanslutning av strömkällor, som visas i figur 8.33, med tillgänglig impedans i returvägen används också för att styra fasskillnaden mellan de två bågarna.

Variant # 3. Trippelektroder med flera kraftkällor :

Den vidhängande efterfrågan på att öka produktiviteten, särskilt inom skeppsbyggnad, där det finns långa svetsbanor, har lett till utvecklingen av flera kraftkälla SAW-system med upp till tio kablar. Men förutom speciella tillämpningar är tre ledningar den praktiska gränsen och sådana system används ofta i varvsindustrin, tryckkärlstillverkning och rörfabrikerna.

Trippel-systemet används också för att göra horisontella sömmar med hög hastighet för rör med stor diameter och för tillverkade balkar. Mycket höga strömmar kan användas med motsvarande höga hastigheter och deponeringshastigheter. Två elektriska system som normalt används vid sådana applikationer är DC / AC / AC, som visas i fig 8.34 och AC / AC / AC, visad i Fig. 8.35, med dylikt penetrationsgrad liknande dem för dubbelelektrodsystem för motsvarande elektriska kretsar .

Elektroden-till-arbetsvinkeln i både dubbel- och trippel-system styrs så att den önskade svetspärlformen uppnås. Den ledande elektroden körs med hög ström och låg spänning för att få bra penetration vilket bäst uppnås genom att hålla elektroden vid 90 °, eller till och med något över 90 °, till den avsatta pärlan på arbetsstycket.

Mellanelektroden hålls vid något mindre än 90 °, medan bakelektroden i både dubbel- och trippelektrodesystemen hålls vid ca 70 ° till 75 ° för att få en jämn svetspärlyta. Tre steg i att fylla ett fogspår visas i fig 8.36. Ström- och spänningsinställningarna för 3-trådiga system kan exempelvis vara den ledande elektroden vid 1000A vid 32V, bakelektroden vid 500A vid 42V, med mellanelektroden vid 700A vid 38V.

Fig. 8.36 Tre steg i att fylla ett fogspår med triple electrode SAW-processen

Bortsett från flertrådssystemen kan avsättningsgraden i SAW också ökas genom att tillsätta järnpulver till fogen under flödet. Järnet smälter således och blir en del av svetspärlan; detta ökar kraftigt exponeringshastigheten utan att ha någon dålig effekt på svetsegenskaperna. Järnpulver kan användas med enkel tråd eller flera tråds SAW system; graden av ökning i deponeringshastigheter visas i figur 8.37.

En annan variant av processen är en där separata eller "kalla" fyllnadstrådar matas in i bågezonen. Denna kalltillsatstråd kan vara fast för flusskärning för att tillsätta speciella legeringar till svetsmetallen. Korrekt kontroll av tillsatsen av dessa legeringselement kan leda till avsevärd förbättring av svetsegenskaper. Fluxkärnad tråd kan också användas som en vanlig elektrodtråd för att uppnå tillsats till speciella legeringselement i svetsmetallen. Sådana varianter av processen behöver emellertid noggrann och tidigare överväganden för deras korrekta tillämpningar.

Variant # 4. Fus Arc Svetsning:

Fusbågsvetsning eller kontinuerlig täckd elektrodsvetsning är en variant av SAW-processen som också kan betraktas som en hybrid mellan SMAW och SAW-processer eftersom den har en öppen båge som i SMAW men den använda utrustningen är den som används för automatisk SAW-process. Den öppna bågen i Fus Arc Welding tillåter operatören att alltid se vad som händer i svetsbassängen.

Den elektrodtråd som används är kontinuerligt täckt med ett flöde som hålls i det spiralformade nätet bestående av tunna ledningar runt en fast kärntråd som visas i figur 8.38. För att uppnå den elektriska kontakten hålls dessa spirallindade trådar vid sina yttersta periferier.

Processen initieras genom att först flytta flussbelagd tråd för att förflytta sig och ta kontakt med arbetet och dras sedan in för att skapa en stabil båge. Bågen kan vara försedd med ytterligare CO ₂ -skärmning för att avsevärt förbättra svetskvaliteten på grund av större frihet vid sammansättning av flödet och de tillåtna högre nivåerna av svetsströmmen.

Således använder fus-arc-processen det styrda bågsystemet för att hålla båglängden konsekvent. Detta görs genom att detektera bågspänningen som är nästan direkt proportionell mot den; som då används för att styra elektrodmatningshastigheten.

Denna process används huvudsakligen för att svetsa längsgående sömmar och är därför särskilt användbar vid skeppsbyggnad och strukturella tillverkningar med användning av filetsvetsar. För dessa applikationer är processen särskilt framgångsrik på grund av dess öppna ljuskaraktärsegenskaper och tolerans för dåliga väder- och plattaytor.