Spawanie łukowe elektrodą jest najpowszechniej stosowaną metodą spawania w produkcji przemysłowej.Spawany metal to jeden biegun, a elektroda to drugi biegun.Kiedy dwa bieguny znajdują się blisko siebie, powstaje łuk.Ciepło powstające w wyniku wyładowania łukowego (powszechnie zwane spalaniem łukowym) wykorzystywane jest do połączenia elektrody z obrabianymi przedmiotami, topiąc się wzajemnie i tworząc po zagęszczeniu spoinę, tak aby uzyskać proces spawania o mocnym połączeniu.
Rycina 1. Historia spawania
Krótka historia
Po wielu eksperymentach spawalniczych już w XIX wieku Anglik imieniem Willard po raz pierwszy uzyskał patent na spawanie łukowe w 1865 roku. Za pomocą prądu elektrycznego przepuścił dwa małe kawałki żelaza, aby je skutecznie stopić, a około dwadzieścia lat później Rosjanin o imieniu Bernard uzyskał patent na proces spawania łukowego.Utrzymywał łuk między słupem węglowym a przedmiotami obrabianymi.Kiedy łuk był uruchamiany ręcznie przez połączenie elementów, spawane elementy były ze sobą stopione.W latach 90. XIX wieku opracowano lity metal jako elektrodę, który uległ zużyciu w roztopionym jeziorku i stał się częścią metalu spoiny.Jednakże tlen i azot w powietrzu tworzyły szkodliwe tlenki i azotki w metalu spoiny., Prowadzi to do złej jakości spawania.
Na początku XX wieku zdano sobie sprawę ze znaczenia ochrony łuku w celu uniknięcia infiltracji powietrza, a najlepszą metodą stało się wykorzystanie ciepła łuku do rozłożenia powłoki na elektrodę osłony gazu ochronnego.W połowie lat dwudziestych XX wieku opracowano elektrodę otuloną, która znacznie poprawiła jakość spawanego metalu.Jednocześnie może to być także najważniejsza transformacja spawania łukowego.Głównym wyposażeniem w procesie spawania jest spawarka elektryczna, szczypce spawalnicze i maska na twarz.
Rysunek 2. Zasada spawania
Zasada
Łuk spawalniczy zasilany jest ze źródła prądu spawania.Pod wpływem określonego napięcia następuje silne i długotrwałe zjawisko wyładowania pomiędzy elektrodą (a końcem drutu spawalniczego lub pręta spawalniczego) a przedmiotem obrabianym.Istotą łuku spawalniczego jest przewodzenie gazu, to znaczy, że gaz obojętny w przestrzeni, w której znajduje się łuk, pod wpływem określonego napięcia ulega rozkładowi na dodatnio naładowane jony dodatnie i ujemnie naładowane elektrony, co nazywa się jonizacją.Te dwie naładowane cząstki są kierowane na dwa bieguny.Ruch kierunkowy powoduje, że lokalny gaz przewodzi prąd, tworząc łuk.Łuk elektryczny przekształca energię elektryczną w ciepło, które podgrzewa i topi metal, tworząc złącze spawane.
Po wywołaniu łuku do „zapłonu” sam proces wyładowania może wytworzyć naładowane cząstki potrzebne do podtrzymania wyładowania, które jest zjawiskiem samopodtrzymującym się.Proces wyładowania łukowego charakteryzuje się niskim napięciem, wysokim prądem, wysoką temperaturą i silną luminescencją.W procesie tym energia elektryczna zamieniana jest na energię cieplną, mechaniczną i świetlną.Spawanie wykorzystuje głównie energię cieplną i mechaniczną do osiągnięcia celu łączenia metali.
Podczas spawania łuk pali się pomiędzy prętem spawalniczym a elementami spawanymi, topiąc elementy obrabiane i rdzeń elektrody, tworząc jeziorko.Jednocześnie topi się również powłoka elektrody i zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje żużel i gaz, które chronią koniec elektrody, kropelki, roztopione jeziorko i metal spoiny o wysokiej temperaturze.
Główna klasyfikacja
Typowe metody spawania łukowego obejmują głównie spawanie łukiem metalowym w osłonie (SMAW), spawanie łukiem krytym (SAW), spawanie łukiem gazowo-wolframowym (spawanie GTAW lub TIG), spawanie łukiem plazmowym (PAW) i spawanie łukiem gazowym metalu (spawanie GMAW, MIG lub MAG) ) itp.
Rysunek 3. Elektroda spawalnicza E7018
Spawanie łukiem metalowym w osłonie (SMAW)
Spawanie łukiem metalowym w osłonie wykorzystuje elektrodę i przedmiot obrabiany jako dwie elektrody, a ciepło i siła odmuchu łuku są wykorzystywane do lokalnego topienia przedmiotu obrabianego podczas spawania.Jednocześnie pod wpływem ciepła łuku koniec elektrody topi się, tworząc kroplę, a przedmiot obrabiany jest częściowo topiony, tworząc owalny wgłębienie wypełnione ciekłym metalem.Roztopiony ciekły metal i kropla przedmiotu obrabianego tworzą roztopiony basen.Podczas procesu spawania powłoka i wtrącenia niemetalowe rozpuszczają się wzajemnie i tworzą niemetaliczną substancję pokrywającą powierzchnię spoiny w wyniku przemian chemicznych zwanych żużlem.W miarę przesuwania się łuku stopione jeziorko ochładza się i krzepnie, tworząc spoinę.Posiadamy różne elektrody spawalnicze do SMAW, najpopularniejsze modele toE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, i dlaStal nierdzewna, żeliwo, twarda nawierzchniaitp.
Rysunek 4. Spawanie łukiem krytym
Spawanie łukiem krytym (SAW)
Spawanie łukiem krytym to metoda, w której łuk pali się pod warstwą topnika do spawania.Elektroda metalowa stosowana w spawaniu łukiem krytym to goły drut, który jest podawany automatycznie i bez przerw.Ogólnie rzecz biorąc, do automatycznego ruchu łuku podczas procesu spawania stosuje się wózek spawalniczy lub inne urządzenia mechaniczne i elektryczne.Łuk spawania łukiem krytym pali się pod strumieniem granulatu.Ciepło łuku topi i odparowuje części, na które bezpośrednio działa łuk przedmiotu obrabianego, koniec drutu spawalniczego i topnik, a opary metalu i topnika odparowują, tworząc zamkniętą wnękę wokół łuku.Spal w tej jamie.Wnęka jest otoczona warstwą żużla złożoną z żużla powstałego w wyniku topienia topnika.Ten film żużla nie tylko dobrze izoluje powietrze od kontaktu z łukiem i jeziorkiem, ale także zapobiega promieniowaniu łuku.Drut spawalniczy nagrzany i stopiony przez łuk spada w postaci kropelek i miesza się z roztopionym metalem przedmiotu obrabianego, tworząc roztopione jeziorko.Mniej gęsty żużel unosi się na roztopionym jeziorze.Oprócz mechanicznej izolacji i ochrony roztopionego metalu jeziorka, roztopiony żużel podczas procesu spawania ulega także reakcji metalurgicznej z roztopionym metalem, wpływając w ten sposób na skład chemiczny metalu spoiny.Łuk przesuwa się do przodu, a roztopiony metal stopniowo ochładza się i krystalizuje, tworząc spoinę.Po ostygnięciu stopionego żużla unoszącego się w górnej części roztopionego jeziorka tworzy się skorupa żużla, która w dalszym ciągu chroni spoinę w wysokiej temperaturze i zapobiega jej utlenieniu.Dostarczamy topnik do SAW,SJ101,SJ301,SJ302
Rysunek 5. Spawanie łukiem wolframowym w gazie metodą TIG
Gas Kadźgstpl Spawanie łukowe/spawanie wolframem w gazie obojętnym (GTAW lub TIG)
Spawanie TIG oznacza metodę spawania łukowego, w której wykorzystuje się wolfram lub stop wolframu (wolfram toru, wolfram ceru itp.) jako elektrodę i argon jako gaz osłonowy, określaną jako spawanie TIG lub spawanie metodą GTAW.Podczas spawania można dodawać metal dodatkowy lub nie, w zależności od kształtu rowka spoiny i właściwości metalu spoiny.Spoiwo jest zwykle dodawane od przodu łuku.Ze względu na specyfikę aluminium-magnezu i jego materiałów stopowych, do spawania wymagane jest spawanie łukiem wolframowym AC, a spawanie łukiem wolframowym DC jest stosowane w przypadku innych materiałów metalowych.Aby kontrolować dopływ ciepła, coraz powszechniej stosuje się spawanie łukiem wolframowym pulsacyjnym argonem.Stosowane są głównie druty spawalnicze TIGAWS-ER70S-6, ER80S-G,ER4043,ER5356,HS221itd.
Rysunek 5. Spawanie łukiem plazmowym
Spawanie łukiem plazmowym (PAW)
Łuk plazmowy jest specjalną formą łuku.Łuk jest również wykonany z wolframu lub stopu wolframu (wolfram toru, wolframu ceru itp.) jako elektroda łukowa, przy użyciu argonu jako gazu ochronnego, ale elektroda wolframowa nie wystaje z dyszy, ale chowa się wewnątrz dyszy, dysza jest chłodzona wodą, zwana także dyszą chłodzoną wodą.Gaz obojętny dzieli się na dwie części, jedna część to gaz wyrzucany pomiędzy elektrodą wolframową a chłodzoną wodą dyszą, zwany gazem jonowym;druga część to gaz wyrzucany pomiędzy dyszą chłodzoną wodą a osłoną gazu ochronnego, zwany gazem osłonowym, wykorzystujący łuk plazmowy jako źródło ciepła do spawania, cięcia, natryskiwania, napawania itp.
Rysunek 5 Spawanie metali w gazie obojętnym
Spawanie metali w gazie obojętnym (MIG)
Spawanie MIG oznacza, że drut spawalniczy zastępuje elektrodę wolframową.Sam drut spawalniczy jest jednym z biegunów łuku, pełniąc rolę przewodzenia prądu elektrycznego i łuku elektrycznego, a jednocześnie materiałem wypełniającym, który pod działaniem łuku w sposób ciągły wtapia się i wypełnia spoinę.Gazem ochronnym powszechnie stosowanym w łuku może być gaz obojętny Ar i gaz aktywny CO2lub Ar+CO2gaz mieszany.Spawanie MIG, w którym Ar jest gazem osłonowym, nazywa się spawaniem MIG;Spawanie MIG z wykorzystaniem CO2ponieważ gaz osłonowy nazywany jest CO2spawalniczy.Najpopularniejsze to MIGAWS-ER70S-6, ER80S-G.
Czas publikacji: 17 sierpnia 2021 r