Teknikk for elektroslagssveising (ESW)

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om operasjonen og teknikken for Electroslag Welding (ESW).

Før du starter ESW-operasjonen, er arbeidsstykket som har firkantede kanter lined opp med et gap på 20-40 mm i oppreist stilling med en U-formet start- eller innløpsplate (i form av en sump) og utløpsplater sveiset til den som vist i figur 11.6. Vannkjølte, festende kobbersko er plassert på plass for å hindre at smeltet slagge løper ut og for å danne et innkapsling for smeltet metall og smeltet slagg.

For å starte sveisoperasjonen, blir en del fluss hellet på bunnen av sumpen, og en stålullpute er plassert på plass for å hjelpe til med bueinitiering, ledningen er slått på, lysbuen slås og operasjonen starter. Så snart et tilstrekkelig dypt lag av smeltet fluss eller slagg dannes, blir båten slukket, buen sveiset endres til elektroslag sveising og ESW prosessen er virkelig i drift.

Ved passering gjennom bassenget av smeltet slagg oppvarmer den elektriske strømmen til en temperatur på 1900 ° C eller omtrent det avhengig av dybden av smeltet slagg som vist i figur 11.7. Avhengig av arbeidsstykkets tykkelse, blir en eller flere elektroder matet inn i bassenget av den smeltede slagg.

Elektrodtrådene og de festende kobberblokkene er koblet til elektroslagredskapets betjeningsutstyr og beveger seg oppover ettersom spalten er fylt med smeltet metall fra elektroden. På slutten av sveiseoperasjonen blir både slaggen og metallbassenget hentet ut på etterbehandlingsflikene eller utløpene.

Eventuelle feil som er uunngåelige ved begynnelsen og slutten av sveiseoperasjonen er begrenset til innløp og utløp plater og fjernes sammen med dem ved gassskjæring eller mekanisk chipping. Noen ganger blir disse platene erstattet av kobberkulder 50 til 100 mm lange.

For å regulere bevegelsen av festeskoene er det viktig å overvåke dybden av smeltet slaggbasseng og for å avgjøre nivået av smeltet metallbasseng. Når bassenget er tilgjengelig for operatøren, kan en dipstick brukes for å bestemme dens dybde.

Det observeres at når bassenget er stille og prosessen kjører uten gnist eller forstøvning, er sveisepunktdybden riktig. Hvis bassengdybden er grunne, slippes gnistene fra overflaten som kan sees av operatøren.

Dette nødvendiggjør tilsetning av fluss til bassenget; som vanligvis gjøres fra en liten flaskeaktig beholder. Overdreven slaggbassengdybde bør også unngås, ellers kan det føre til mangel på sideveggspenning.

Bortsett fra målepinne-metoden, brukes fire andre metoder i industrien til å anse nivået på metallbassenget:

(i) Elektrisk kontaktgiver,

(ii) Differensielt termoelement,

(iii) Radio-isotopnivåmåler, og

(iv) Variabel motviljeopptak.

Oppsettet for bruk av elektrisk kontaktgiver er vist i figur 11.8. Den avgjørende delen av transduseren er en sonde laget av meget ledende materiale. + Den er innebygd og isolert fra en av kobberholdereskoene.

Den sonde ende av sonden kommer i kontakt med sveisesonen mens den fjerne enden er vannkjølt. For å hindre dannelsen av et lag av tørket dårlig ledende slagg mellom den varme enden og sveisesonen, bærer sonden en strøm fra hovedkretsen via en strømbegrensende choke 'CLC'.

Spenningsfallet i sonden er en funksjon av avstanden mellom dens 1km ende og sveisepooloverflaten. Denne spenningsfallet er sammenlignet med en referansespenning, og forskjellen mellom de to blir forsterket av en effektforsterker. Den forsterkede spenningen tilføres en servomotor som driver sveiseapparatet oppover, og det resulterer i å bringe spenningsforskjellen ned til forhåndsinnstilt verdi. På denne måten beveges festeskoene opp til ønsket nivå, vanligvis innenfor et akseptabelt nøyaktighetsnivå på ± 2 mm.

Systemet er imidlertid enkelt og nøyaktig, men fordi sonden er utsatt for svært alvorlige termiske forhold, er levetiden svært kort og det har hindret sin popularitet.

Bruken av differensielt termoelementsystem er vist i figur 11.9. I dette systemet løses to konstant ledninger til en av kobberholdereskoene. Differensialtermoelementet dannes som en ledning danner en konstant-kobberforbindelse mens den andre danner et kobber-konstant-kryss.

Den genererte emfektoren er proporsjonal med forskjellen i temperatur mellom de to kryssene. Temperaturfeltet i festeskoene bestemmes av dets relative posisjon i forhold til sveisepooloverflaten og effektiviteten av kjølevannssystemet.

Så lenge sveisepoolens toppflate tar en posisjon midt mellom de to termoelementet, forblir forskjellen på emf null. Men når sveisepunktets posisjon endrer temperaturen på det øvre veikrysset, overskrider den på nedre veikryss; en kontrollkrets genererer et signal for å bevege sveiseapparatet opp til balansen gjenopprettes.

For en tilfredsstillende ytelse av differensielle termoelementgivere er det nødvendig at elektrode-til-skoavstanden ikke overstiger 35-40 mm. Når denne avstanden er stor, som ofte er tilfellet, blir deres ytelse uregelmessig, og derfor har de ikke kommet i stor bruk.

Radio-isotopnivåmåleren er basert på dens evne til å oppdage forskjellen i tetthet av metallet og slagggen. Det består vanligvis av radioisotop eller vakuumrør strålingsdetektor. En slik strålekilde viser høy styring som lett kan oppdages av den moderne høyoppløselige effektstrålingsdetektoren.

På grunn av disse egenskapene til radioisotopnivåmåleren og sveiseslagens lave tetthet overstiger det radioaktive nivået i sveisesonen ikke de sikre sveisegrensene på elementer opp til 150 mm tykk. Et stort hinder i sin popularitet er mangelen på butikkpersonell som er kvalifisert til å håndtere og drive radioaktive kilder.

Variasjonen i variabel motvilje er avhengig av dens drift på virvelstrømmer indusert i slaggen og metallbadene. Den har viklinger på en E-formet kjerne som er bygd inn i en av festeskoene som vist i figur 11.10. Hovedviklingene w ₁ og w ₂ bæres på ytre lemmer og midterbenet har en sensing (eller måling) viklinger, w _s . De to hovedviklingene induserer motstrømmende fluxer Ø ₁ og Ø ₂ i midtre lemmer.

Dette resulterer i indusert emf i størrelsesorden Ø ₁ - Ø ₂ i sensingsviklingen. Transduseren er så arrangert at emf indusert i sensing- eller midterviklingene er maksimal når toppoverflaten av slipslaggerbadet og slipsens midtre limbare på samme nivå. Han krets opererer i bang-bang kontrollmodus.

Bremseskoene kan selvsagt ikke alltid passe tett på arbeidsflatene, og den smeltede slaggen kan derfor løpe ut av åpningen. Hvis dette skjer, stoppes lekkasjen ved å bruke et kitt-lignende forseglingspreparat, og ekstra fluss tilsettes til slaggbassenget for å opprettholde riktig bassengdybde.

Vurderingen av vekten av elektrodetråd som trengs for å fullføre sveisingen i en enkelt gang uten avbrudd, blir gjort før driften starter. Men hvis driften avbrytes av en eller annen grunn, skal systemet slås av og nødvendige korrigerende tiltak tas før gjenstart av operasjonen. Det er normalt en ufunnet sone ved avbruddspunktet som må uthylles og sveises av en annen prosess.