Elektrisk bueveising: Betydning, Prosedyre og utstyr

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om: - 1. Betydning av elektrisk buesveising 2. Prosedyre for elektrisk buesveising 3. Elektrisk strøm for sveising 4. Betydning av polaritet 5. Utstyr 6. Kantforberedelse av en felles 7. Elektroder.

Betydning av elektrisk buesveising:

Lysbuesveising er en fusjonsveisprosess hvor den varme som kreves for å smelte metallet, oppnås fra en elektrisk lysbue mellom grunnmetallet og en elektrode.

Den elektriske lysbuen produseres når to ledere berører sammen og separeres deretter med et lite gap på 2 til 4 mm, slik at strømmen fortsetter å strømme gjennom luften. Temperaturen som produseres av lysbuen er ca. 4000 ° C til 6000 ° C.

En metallelektrode blir brukt som tilfører fyllmaterialet. Elektroden kan være fluxbelagt eller bare. Ved bare elektrode leveres ekstra fluxmateriale. Både likestrøm (likestrøm) og vekselstrøm (AC) brukes til lysbuesveising.

Vekselstrømmen for lysbuen er hentet fra en trinn nedtransformator. Transformatoren mottar strøm fra hovedforsyningen ved 220 til 440 volt og går ned til ønsket spenning, dvs. 80 til 100 volt. Strømmen for lysbuen oppnås vanligvis fra en generator drevet av enten en elektrisk motor eller patrulje eller dieselmotor.

En åpen kretsspenning (for slående bue) i tilfelle likssveising er 60 til 80 volt mens en lukket kretsspenning (for å opprettholde lysbuen) er 15 til 25 volt.

Prosedyre for elektrisk buesveising:

Først og fremst skal metallbrikkene som sveiser, rengjøres grundig for å fjerne støv, smuss, fett, olje, etc. Deretter skal arbeidsstykket holdes fast i passende armaturer. Sett inn en passende elektrode i elektrodeholderen i en vinkel på 60 til 80 ° med arbeidsstykket.

Velg riktig strøm og polaritet. Plassen er merket av buen på de stedene hvor sveisingen skal utføres. Sveisingen gjøres ved å ta kontakt med elektroden med arbeidet og deretter separere elektroden i riktig avstand for å lage en bue.

Når buen er oppnådd, produserer intens varme, smelter arbeidet under buen og danner en smeltet metallbasseng. En liten depresjon er dannet i arbeidet, og det smeltede metallet er deponert rundt kanten av denne depresjonen. Den kalles buekrator. Slaggen er børstet av lett etter at skjøten har avkjølt. Etter sveising er over, bør elektrodeholderen tas ut raskt for å bryte buen og strømtilførselen er slått av.

Elektrisk strøm for sveising:

Både DC (likestrøm) og AC (vekselstrøm) brukes til å produsere en lysbue i elektrisk lysbuesveising. Begge har sine egne fordeler og applikasjoner.

DC-sveisemaskinen får sin kraft fra en vekselstrømsmotor eller diesel / bensingenerator eller fra en faststoff-likeretter.

Kapasiteten til DC-maskinen er:

Nåværende:

Opptil 600 ampere.

Åpent kretsspenning:

50 til 90 volt, (for å produsere bue).

Lukket kretsspenning:

18 til 25 volt, (for å opprettholde lysbuen).

AC sveisemaskinen har en trinn ned transformator som mottar strøm fra hovedstrømforsyningen. Denne transformatoren går ned spenningen fra 220 V-440V til normal åpen kretsspenning på 80 til 100 volt. Nåværende rekkevidde er tilgjengelig opptil 400 ampere i trinnene på 50 ampere.

Kapasiteten til AC sveisemaskinen er:

Nåværende rekkevidde:

Opptil 400 ampere i trinn på 50 ampere.

Inngangsspenning:

220V-440V

Faktisk nødvendig spenning:

80 - 100 volt.

Frekvens:

50/60 Hz.

Betydningen av polaritet:

Når DC-strøm brukes til sveising, er følgende to typer polaritet tilgjengelige:

(i) Rett eller positiv polaritet.

(ii) Omvendt eller negativ polaritet.

Når arbeidet er gjort positivt og elektroden er negativ, kalles polaritet rett eller positiv polaritet, som vist i figur 7.16 (a).

I rett polaritet fordeles ca 67% av varmen ved arbeidet (positiv terminal) og 33% på elektroden (negativ terminal). Den rette polariteten brukes der hvor mer varme er nødvendig på arbeidet. Det jernholdige metallet, som mildt stål, med raskere hastighet og lydsveis, bruker denne polariteten.

(a) Rett polaritet.

(b) Omvendt polaritet

På den annen side, når arbeidet er gjort negativt og elektroden som positiv, er polariteten kjent som revers eller negativ polaritet, som vist i figur 7.16 (b).

I omvendt polaritet frigjøres ca. 67% av varmen ved elektroden (positiv terminal) og 33% på arbeidet (negativ terminal).

Den omvendte polariteten brukes der hvor mindre varme er nødvendig på arbeidet, som ved tynn sveising av metallplater. De ikke-jernholdige metaller som aluminium, messing og bronse nikkel er sveiset med omvendt polaritet.

Utstyr som kreves for elektrisk buesveising:

De forskjellige utstyrene som kreves for elektrisk lysbuesveising er:

1. Sveisemaskin:

Sveisemaskinen som brukes kan være AC- eller DC-sveisemaskin. AC sveisemaskinen har en down-down transformer for å redusere inngangspenningen på 220-440V til 80-100V. DC-sveisemaskinen består av et sett med vekselstrømsmotoraggregat eller diesel- / bensinmotor-generator eller et transformator-likerettersveisesett.

AC-maskin fungerer vanligvis med 50 hertz eller 60 hertz strømforsyning. Effektiviteten til AC sveisetransformatoren varierer fra 80% til 85%. Energiforbruket per kg. av deponert metall er 3 til 4 kWh for AC sveising mens 6 til 10 kWh for DC sveising. AC sveise maskin arbeider vanligvis med lav effektfaktor på 0, 3 til 0, 4, mens motoren i DC sveising har en effektfaktor på 0, 6 til 0, 7. Følgende tabell 7.9 viser spenningen og strømmen som brukes til sveisemaskinen.

2. Elektrodeholdere:

Elektrodeholderens funksjon er å holde elektroden i ønsket vinkel. Disse er tilgjengelige i forskjellige størrelser, i henhold til ampereverdien fra 50 til 500 ampere.

3. Kabler eller ledninger:

Funksjonen av kabler eller ledninger er å bære strømmen fra maskinen til arbeidet. Disse er fleksible og laget av kobber eller aluminium. Kablene er laget av 900 til 2000 meget fine ledninger vridd sammen for å gi fleksibilitet og større styrke.

Ledningene er isolert av gummibelegg, en forsterket fiberbelegg og videre med et tungt gummibelegg.

4. Kabelkontakter og lugs:

Funksjonene til kabelkontakter er å gjøre en forbindelse mellom maskinbrytere og sveiselektrodeholder. Mekanisk type kontakter brukes; som de kan han samlet og fjernet veldig enkelt. Koblinger er utformet i henhold til gjeldende kapasitet på kablene som brukes.

5. Chipping Hammer:

Funksjonen av chipping hammer er å fjerne slaggen etter at sveisemetallet har størknet. Den har meiselform og er spiss i den ene enden.

6. Wire Brush, Power Wire Wheel:

Funksjonen av stålbørste er å fjerne slaggpartiklene etter chipping ved å knuse hammeren. Noen ganger, hvis det er tilgjengelig, brukes et strømtrådhjul på plass manuell stålbørste.

7. Beskyttende klær:

Funksjonene til beskyttende klær som brukes er å beskytte hånden og klærne til sveiseren fra varmen, gnist, ultrafiolett og infrarød stråling. Beskyttende klær som brukes er skinnforkle, lue, lærhansker, skinnhylser, etc. De høye ankelslærskoene må være slitasje av sveiseren.

9. Skjerm eller ansiktsskjold:

Funksjonen av skjerm og ansiktsskjold er å beskytte øynene og ansiktet på sveiseren fra de skadelige ultrafiolette og infrarøde strålingene som produseres under sveising. Beskyttelsen kan oppnås fra hjelm eller hånd hjelm.

Kantforberedelse av en felles:

Effektiviteten og kvaliteten på sveiset skjøt avhenger også av riktig forberedelse av kantene på platene som skal sveises. Det er nødvendig å fjerne alle skalaer, rust, fett, maling etc. fra overflaten før sveising.

Rengjøringen av overflaten skal utføres mekanisk ved hjelp av stålbørste eller strømtrådhjul, og deretter kjemisk ved karbontetraklorid. Riktig form til kantene på platen skal gis for å skape en skikkelig ledd.

Formen på kantene kan være ren, V-formet, U-formet, omformet, etc. Valget av forskjellige kantformer avhenger av typen, tykkelsen av metall som skal sveises. Noen forskjellige typer spor til kantene av arbeidet er vist i figur 7.17. Badd

(i) Square Butt:

Den brukes når tykkelsen på platen er fra 3 til 5 mm. Begge kantene som skal sveises, skal være fordelt på ca 2 til 3 mm fra hverandre som vist på figur 7.17 (a).

(ii) Single-V-Butt:

Det brukes når tykkelsen på platene er fra 8 til 16 mm. Begge kantene er faset til å danne en vinkel på ca. 70 ° til 90 °, som vist på figur 7.17 (b).

(Iii) Double-V-Butt:

Det brukes når platenes tykkelse er over 16 mm og hvor sveisingen kan utføres på begge sider av platen. Begge kantene er faset til å danne en dobbelt V, som vist i figur 7.17 (c).

(iv) Enkelt og dobbeltbøyelig:

Den brukes når tykkelsen på platen er mer enn 20 mm. Kanten forberedelse er vanskelig, men leddene er mer tilfredsstillende. Det krever mindre fyllmateriale, som vist i figur 7.17 (d) og (e).

Arc sveise elektroder:

Arc-sveiseelektroder kan klassifiseres i to brede kategorier:

1. Ikke-forbrukbare elektroder.

2. Forbrukbare elektroder.

1. Ikke-forbrukbare elektroder:

Disse elektrodene forbrukes ikke under sveiseprosessen, og de kaller derfor ikke-forbrukbare elektroder. De er vanligvis laget av karbon, grafitt eller wolfram. Kullelektroder er mykere mens wolfram og grafittelektroder er harde og sprø.

Kull- og grafittelektroder kan bare brukes til likssveising, mens tungstonelektroder kan brukes til både DC- og AC-sveising. Fyllmaterialet blir tilsatt separat når disse typer elektroder blir brukt. Siden elektrodene ikke forbrukes, er den oppnådde bue stabil.

2. forbrukselektroder:

Disse elektrodene smelter under sveiseoperasjonen, og tilfører fyllmaterialet. De er vanligvis laget med lignende sammensetning som metallet som skal sveises.

Buklengden kan opprettholdes ved å bevege elektroden mot eller bort fra arbeidet.

Forbrukerelektrodene kan være av følgende to typer:

(i) Bare elektroder:

Disse er tilgjengelige i form av kontinuerlig ledning eller stenger. De må kun brukes med jevn polaritet i DC sveising. Bare elektroder gir ingen skjerming til smeltet metallbasseng fra atmosfærisk oksygen og nitrogen.

Derfor er sveisene oppnådd av disse elektrodene av lavere styrke, lavere duktilitet og lavere korrosjonsbestandighet. De finner begrenset bruk i mindre reparasjon og dårlig kvalitet arbeid. De pleide å sveise smijern og mildt stål. I moderne praksis blir de ikke brukt eller sjelden brukt. De er også kjent som vanlige elektroder.

(ii) belagte elektroder:

Disse kalles også noen ganger som konvensjonelle elektroder. Et belegg (tynt lag) av flussmateriale påføres rundt hele sveisestangen, og dermed betegnet som belagt elektrode. Strømmen, under sveising, gir en skjerming til den smeltede metallsonen fra atmosfærisk oksygen og nitrogen. Denne fluxen forhindrer også dannelse av oksider og nitrider. Flux reagerer kjemisk med oksidene som er tilstede i metallet og danner en smelte-smelte-smelte slagg med lav smeltepunkt.

Slaggen flyter på toppen av sveisen og kan lett børstes etter størkning av sveis. Kvaliteten på sveisene produsert av belagt elektrode er mye bedre sammenlignet med den av bare elektroder.

Avhengig av belegningsfaktoren eller tykkelsen av flussbelegg, er belagte elektroder delt inn i tre grupper:

(a) Lett belagte elektroder.

(b) Mellombelagte elektroder.

(c) Sterkt belagte elektroder.

En sammenligning av tre typer belagte elektroder er gitt i tabell 7.10:

Fordeler med Flux-belagte elektroder:

Flussbelegget på sveiseelektroder har kanskje fordeler. Noen av dem følger:

1. Det beskytter sveisesonen mot oksidasjon ved å gi en atmosfære av intergass rundt buen.

2. Det produserer lavt smeltetemperatur slagg, som løser opp forurensningene som finnes i metallet som oksider og nitrider, og flyter på overflaten av sveisebassenget.

3. Det avgrenser kornstørrelsen på det sveisede metallet.

4. Det legger legeringselementer til sveiset metall.

5. Den stabiliserer buen ved å gi visse kjemikalier som har denne egenskapen.

6. Det reduserer spattering av sveisemetall.

7. Den konsentrerer lysbuen og reduserer termiske tap. Dette resulterer i økt buetemperatur.

8. Det senker kjølehastigheten av sveis og akselererer herdingsprosessen.

9. Det øker hastigheten på metalldeponering og penetrasjonen som oppnås.

Bestanddeler av elektrodebelegg:

Elektrodebelegget kan bestå av to eller flere bestanddeler. Forskjellige typer belegg som brukes til ulike typer metaller som skal sveises.

Bestanddelene til typiske elektrodebelegg og deres funksjoner er gitt i tabell 7 11. Noen av dem diskuteres her:

1. Slagdannende bestanddeler:

Slaggdannende ingredienser er silisiumoksid (Sio ₂ ), Manganoksid (Mno ₂ ), jernoksid (F _e O), asbest, glimmer, etc. I noen tilfeller brukes aluminiumoksyd (Al ₂ o ₃ ) også, men det gjør buen mindre stabil.

2. Bestanddeler for å forbedre bueegenskaper:

Ingrediensene for å forbedre bueegenskapene er natriumoksyder (Na ₂ O), Kalsiumoksyder (CaO), magnesiumoksyder (MgO) og titanoksid (TIO ₂ ).

3. Deoksiderende bestanddeler:

Deoksideringsbestanddelene er grafitt, pulverisert aluminium, tremel, kalsiumkarbonat, stivelse, cellulose, dolomitt etc.

4. Bindende bestanddeler:

Bindingsmidlene som brukes er natriumsilikat, kaliumsilikat og asbest.

5. Alloying Constituents:

Legeringselementene som brukes til forbedring av sveisestyrke er vanadiumkobolt, molybden, aluminium, krom, nikkel, zirkonium, wolfram, etc.

Spesifikasjon av elektroder:

Spesifikasjonen av elektroder er gitt av Bureau of Indian standard IS: 815-1974 (andre revisjon).

I følge dette er de belagte elektrodene spesifisert ved:

(i) Et prefiksbrev.

(ii) Et seks-sifret kodenummer.

(iii) Et suffiksbrev.

(i) Prefiksbrev:

Prefiksbrevet angir metoden for fremstilling av elektroder.

Disse prefiksbrevene med metode for fremstilling av elektroder er gitt i tabell 7.12:

(ii) Et seksifret kodenummer:

Det seks sifrede kodenummer angav ytelseskarakteristikkene og mekaniske egenskapene til sveisemetallsdeposisjonen.

Betydningen av hvert enkelt siffer fra en til seks er gitt i tabell 7.13:

(iii) Suffiksbrev:

Suksessbrevet indikerer de spesielle egenskapene eller egenskapene til elektroden.

Disse er gitt i tabell 7.14:

De første sifrene i kodenummeret forklarer i hovedsak hvilken type deksel som brukes på elektroden, og dette dekket betyr ytelsesegenskapene.

Det er sju typer dekker som representerer det første siffernummeret, er gitt i tabell 7.15:

Det andre sifferet i koden indikerer sveiseposisjonen, som vist i tabell 7.16 nedenfor:

Det tredje sifferet i kodenummeret indikerer sveisestrømforhold som anbefales av produsenten av elektroden.

Disse er gitt i tabell 7.17:

Den fjerde, femte og sjette siffer i kodenummer representerer strekkstyrke, maksimal avkastningsspenning og prosentvis forlengelse med slagverdien.

Disse er gitt i tabell 7.18:

I tillegg til kodingen gitt ovenfor må alle elektroder overholde testkravene i IS: 814 (del I og II) - 1974. Hver pakke med elektroder må ha en merking som indikerer koding og spesifikasjon.

Eksempel:

IS: 815 koding: E ​​315 - 411K

Spesifikasjon: Ref: 814 (Del-1)

Betydningen av eksemplet ovenfor er at:

(i) Elektroden er produsert ved fast ekstrudering og er egnet for metallbuesveising av mildt stål. [E].

(ii) Elektroddekselet har en merkbar mengde titan med grunnmaterialer og vil produsere fluid slagge. [3].

(iii) Elektroden er egnet for sveising i flat, horisontal, vertikal og overliggende stilling. [1].

(iv) Elektroden er egnet for sveising med likestrøm, hvor elektroden er + ve eller -ve. Det er også egnet for sveising med vekselstrøm med åpen kretsspenning mindre enn 90 volt. [5].

(v) Elektroden har strekkspenning av avsatt metall er 410 til 510 N / mm2. [411].

(vi) Elektroden har en maksimal avkastningsspenning av avsatt metall er 330 N / nm ² . [411].

(vii) Elektroden har en minimal prosentvis forlengelse i strekkprøve av avsatt metall er 20 prosent ved en lengde på 5, 65 √S _o og gjennomsnittlig slagtestverdi av avsatt metall er 47J ved 27 ° C. [411].

(viii) Elektroden har jernpulver i dekselet, noe som gir en metallgjenvinning på 130 til 150 prosent.

(ix) Elektroden samsvarer med IS: 814 (Del-I) -1974.