Topp 7 variabler av GMAW

Denne artikkelen kaster lys over de øverste syv variablene av gassmetallbuesveising (GMAW). Variablene er: 1. Arc Voltage 2. Wire Feed Rate 3. Reisehastighet 4. Elektrode Stickout 5. Elektrode til arbeidsvinkel 6. Sveiseposisjon 7. Elektrode Størrelse.

Variabel # 1. Bue Spenning:

Med en flat karakteristisk strømkilde styres buespenningen hovedsakelig ved å sette åpen kretsspenning (OCV). En liten forskjell i den virkelige verdien av lysbuespenningen og innstillingsverdien til OCV er på grunn av spenningsfallet i kabelen og den lille dråpen i VI karakteristisk for selve strømkilden. Forandringen i lysbuespenning med endringen i OCV er avbildet i figur 10.3.

Forandringen i lysbuespenning fører til forandring i lysbue og påvirker beadbredden direkte. Forandringen i bue spenning påvirker ikke bare de ytre dimensjonene på perlen, men påvirker også mikrostrukturen og til og med suksess og feil i operasjonen ved å påvirke metoden for metalloverføring.

Når lysbue spenningen er for lav, er metalloverføringen enten ved kortslutningsmodus (ved lav strømforsyning) eller ved overføring av dip (ved høy nettmating). En slik metode for metalloverføring gjør prosessen vellykket til bruk i posisjonssveising og finner normalt sted ved lavere metalltemperatur med mindre tap av legeringselementer.

Variabel # 2. Wire Feed Rate:

For en flat karakteristisk kraftkilde varierer sveisestrømmen med endringen i ledningsfrekvensen, og et generalisert forhold mellom de to er vist i figur 10.4. Figuren viser at forholdet er lineært ved lavere tilførselshastighet, men ettersom trådhastigheten økes, spesielt for ledninger med liten diameter, blir smeltefrekvenskurven ikke-lineær.

Dette tilskrives normalt økt motstandsoppvarming, som i seg selv økes med økningen i ledningsfrekvensen. For den samme trådmatningsøkning i tråddiameter nødvendiggjør økt etterspørsel etter sveisestrøm. En økning i sveisestrøm, mens andre variabler forblir konstant, resulterer i økt inntrengningsdybde og sveisebredde, økt deponeringshastighet og økning i sveisestrengstørrelse ved et gitt tverrsnitt.

Variabel # 3. Reisehastighet:

Sveiseinntrengning er maksimalt ved en bestemt sveisehastighet, og den avtar når hastigheten varierer på begge måter. Imidlertid er reduksjonen i hastighet ledsaget av økning i bredde mens økning i fart resulterer i smalere perler. Nedgangen i gjennomtrengning med reduksjon i hastigheten skyldes for høyt smeltet metall som glir inn i sveisepunktet, noe som resulterer i grunne sveisepool.

Dermed er den økte varmetilførselen pr. Enhetslengde på grunn av redusert hastighet vist i form av økt sveisebredde, og motsatt er sant for økningen i sveishastigheten. Overdreven høy sveisehastighet kan også ledsages av underkutting på grunn av utilstrekkelig metall som er tilgjengelig for å fylle sonen smeltet av lysbuen.

Variabel # 4. Elektrode Stickout:

Avstanden fra den nedre spissen av kontaktrøret til spissen av den fremspringende elektrodetråd, som vist i figur 10.5, er kjent som elektrodeutslag. Det er en viktig sveiseparameter for å kontrollere avsetningshastigheten og perle geometrien. Med økningen i stickout øker den elektriske motstanden, og det resulterer i forvarming av ledning som fører til lavere strømkrav ved en hvilken som helst ledningsfrekvens. For lang tid medfører en stickout at altfor stort metall blir avsatt ved lav buevarme som fører til grunne gjennomtrengning og utilfredsstillende perleform.

Dette kan også føre til ustabil bue med lav manøvrerbarhet. For kort utstopp kan forårsake forbrenning som medfører skade på kontaktrøret, overdreven lysbue og jevn avbrudd i prosessen. Stikkontakten holdes vanligvis mellom 5 og 15 mm for kortsiktig overføring og 16-25 mm for andre typer metalloverføring.

Dysen til arbeidsavstand (NWD) er også viktig for å kontrollere perleform og kvalitet. For kort en NWD resulterer i skade på gassdysen ved overdreven oppvarming, mens for langt NWD påvirker beskyttelsesgass effektiviteten. Normal dyse til arbeidsavstand bør være ca. 1-1-5 ganger den innvendige diameteren til gassdysen som brukes.

Variabel # 5. Elektrode til arbeidsvinkel:

Plasseringen der en sveisepistol holdes i forhold til kjøreretningen, kan påvirke beadgeometrien betydelig. Ved automatisk sveising er pistolen vanligvis holdt vinkelrett på arbeidsstykket. I halvautomatisk sveising er imidlertid pistolen enten holdt i bakhånden eller i forveis sveiseposisjonen, som vist i figur 10.6; Dette hjelper sveiseren til å se sveisebassenget og manøvrere det etter behov.

Forehand sveiseposisjonen resulterer i sveising med grunne penetrering, men bredere perle. Backhand-sveisingen gir en smal og ganske toppig sveise med dyp penetrasjon. Backhand sveising er den mest brukte stillingen med elektrode til arbeidsvinkel mellom 60 og 85 grader. Selv om en vinkel på ca. 75 ° er den mest populære posisjonen, men en vinkel på 65 ° rapporteres å gi maksimal penetrasjon, stabil bue og minst spatter.

For filetsveis er GMAW-pistolen så holdt som å plassere elektroden like tilbøyelig til de to arbeidsflatene, og deretter plasseres backhand-posisjonen med en vinkel på 75 ° til 85 ° med sveisearmen.

Selv om beadpenetrasjon og bredde kan manipuleres betraktelig ved å bytte elektroden fra forhånd til bakhåndsposisjon, betraktes det ikke som en hensiktsmessig metode for styring av perle geometri, i stedet blir bue spenning og sveisestrøm manipulert. De kvalitative effektene av elektrode til arbeidsvinkel på perle geometri er presentert i figur 10.7.

Variabel # 6. Sveiseposisjon :

Sveisestråle geometri påvirkes også av stillingen hvor arbeidsstykket holdes i forhold til sveisepistolen. Nedre eller flat sveiseposisjon gir den mest tilfredsstillende perleformen og alle metoder for metalloverføring kan utnyttes effektivt. Imidlertid krever overhead og loddrett sveiseposisjon at metalloverføring enten er ved sprøyte- eller kortslutningsmodus.

Elektrodråd med diameter 1-2 mm anbefales å brukes til disse posisjonene, da ellers sveisepolens størrelse blir for stor til å styre lett. Perle størrelse er også vanligvis liten i disse stillingene. Loddrett sveising er vanligvis vedtatt for sveising av metall i vertikal stilling, mens vertikal opp sveiseposisjon er mer populær ved sveising av de rundtgående leddene i rør.

Variabel # 7. Elektrode Størrelse:

Hver elektrodestørrelse har en brukbar grense der den effektivt kan brukes. Sveisestrøm lavere enn det optimale området resulterer i mangel på fusjon og høyere nåværende resultater i økt spatter, porøsitet og dårlig perleutseende.

Elektrodestørrelsen påvirker også inntrengnings- og sveisebredden ved at for den samme strømmen med lavere diameter gir dypere inntrenging, mens bredere perler med grunne penetrering oppnås med ledninger med større diameter.

Samlet sett er det imidlertid en tendens til å bruke ledninger med mindre diameter på grunn av følgende årsaker:

(i) Hurtig lysbueinnstilling,

(ii) Spray modus for metalloverføring,

(iii) Lett å spole, og

(iv) Høyere deponeringseffektivitet.

Når buelengden endres på grunn av utilsiktet endring i posisjonen til sveisens hånd eller endring i ledningsfrekvensen, fører det til endring i bue spenning i den grad kolonnefallet endres, som vist i figur 10.8.

Den i bue spenningen fører til forandringen i lysestrømmen som vist i figur.10.9. Det er tydelig

at denne forandringen i lysestrøm er mye mer for en kraftkilde med flat VI karakteristisk enn for en hengende VI karakteristisk. Nå avhenger smelte- eller bremsehastigheten av en elektrode av sveisestrømmen som er tegnet, som vist i figur 10.10, hvilket også viser at tynner elektrodetråden bredere rekkevidden av trådmatningshastigheten den dekker. Med andre ord for lik forandring i strømmen er forandringen i avbrenningsgraden langt mer for tynn enn tykke ledninger, noe som forklarer hvorfor buenlengden blir korrigert raskere for tynne ledninger enn for tykke ledninger.

For den samme sveisestrømmen er den nåværende tettheten som oppnås for en tynn ledning, mye høyere enn for en tykk ledning, som vist i figur 10.11. Den kombinerte effekten av bue spenning (eller bue lengde) og strøm på modusen for metalloverføring er vist i figur 10.12.

Det åpenbare resultatet er at sprøytemodus for metalloverføring kan oppnås ved mye lavere strøm og med en strømkilde med lavere strømkapasitet. Dette fører til økt kontroll i posisjonssveising og forbedrede kvalitetssveis.

Selv om den ovennevnte diskusjonen holder bra som en generell regel, men for å få et komplett bilde av metalloverføringsmodusen, er det viktig å vite effekten av skjermgassen på materialet til matetråden. For eksempel, til tross for den beste innsatsen med den tynneste ledningen, er det nesten umulig å få en sprøytemodus for metalloverføring med CO ₂ som skjermgassen.

Antallet dråper som overføres fra elektrodetråden til sveisepunktet, referert til som dråpeoverføringsfrekvens, bestemmer ofte sveisens form og kvalitet; mindre enn 20 dråper per sekund anses vanligvis utilfredsstillende. Fig. 10.13 viser effekten av noen av de vanlige gass-metallkombinasjonene på dråpeoverføringsfrekvensen i GMAW.

Avsetningseffektiviteten til GMAW-prosessen forbedres også ved bruk av tynnere ledninger, som vist i figur 10.14. Kurvene viser spesielt ytelsen til GMAW ved bruk av CO ₂ som skjermgassen.

Tynnere ledninger er også enkle å spole og håndtere, selv om ledningsfrekvensen øker betydelig med reduksjonen i tråddiameteren.

Til tross for en rekke fordeler ved bruk av tynne ledninger, må man huske på at fôringsproblemet øker betydelig med reduksjonen i diameter og at sveisestrømområdet, over hvilket en ledning kan brukes, smalner ned. Også ledninger av mindre diameter er dyrere på vektbasis. Dermed er det for hver applikasjon en bestemt trådstørrelse som gir minimal kostnadssveising.