Co to jest spawanie łukowe?

Spawanie łukowe elektrodą jest najczęściej stosowaną metodą spawania w produkcji przemysłowej. Spawany metal to jeden biegun, a elektroda to drugi biegun. Gdy dwa bieguny znajdują się blisko siebie, generowany jest łuk. Ciepło wytwarzane przez wyładowanie łukowe (powszechnie znane jako spalanie łukowe) jest wykorzystywane do połączenia elektrody z obrabianymi przedmiotami, które topią się nawzajem i tworzą spoinę po skondensowaniu, tak aby uzyskać proces spawania o mocnej spoinie.

 History of arc welding-Tianqian

Rysunek 1. Historia spawania

Krótka historia

Po wielu eksperymentach spawalniczych już w XIX wieku, Anglik Willard po raz pierwszy uzyskał patent na spawanie łukowe w 1865 roku. Przepuścił prąd elektryczny przez dwa małe kawałki żelaza, aby je z powodzeniem stopić, a około dwadzieścia lat później Rosjanin o imieniu Bernard uzyskał patent na proces spawania łukowego. Utrzymywał łuk między biegunem węgla a obrabianymi przedmiotami. Gdy łuk był ręcznie obsługiwany przez złącze elementów obrabianych, elementy do spawania zostały ze sobą połączone. W latach 90. XIX wieku jako elektrodę opracowano lity metal, który został zużyty w roztopionym jeziorku i stał się częścią metalu spoiny. Jednak tlen i azot w powietrzu tworzyły w stopiwie szkodliwe tlenki i azotki. , co prowadzi do złej jakości spawania.

Na początku XX wieku uświadomiono sobie znaczenie ochrony łuku w celu uniknięcia infiltracji powietrza, a najlepszą metodą stało się wykorzystanie ciepła łuku do rozkładu powłoki na elektrodę osłony gazu ochronnego. W połowie lat dwudziestych opracowano elektrodę otuloną, która znacznie poprawiła jakość spawanego metalu. Jednocześnie może to być również najważniejsza transformacja spawania łukowego. Głównym wyposażeniem w procesie zgrzewania jest spawarka elektryczna, szczypce spawalnicze oraz maska ​​na twarz.

 Welding principle-TianqiaoRysunek 2. Zasada spawania

Zasada

Łuk spawalniczy jest zasilany ze źródła prądu spawania. Pod działaniem określonego napięcia pomiędzy elektrodą (a końcem drutu spawalniczego lub sznurem spawalniczym) a przedmiotem spawanym dochodzi do silnego i długotrwałego wyładowania. Istotą łuku spawalniczego jest przewodnictwo gazowe, to znaczy gaz obojętny w przestrzeni, w której znajduje się łuk, pod działaniem pewnego napięcia, co nazywa się jonizacją, rozkłada się na dodatnio naładowane jony dodatnie i ujemnie naładowane elektrony. Te dwie naładowane cząstki są skierowane na dwa bieguny. Ruch kierunkowy sprawia, że ​​lokalny gaz przewodzi prąd, tworząc łuk. Łuk elektryczny przekształca energię elektryczną w ciepło, które nagrzewa i topi metal, tworząc złącze spawane.

Po zainicjowaniu łuku w celu „zapłonu”, sam proces wyładowania może wytworzyć naładowane cząstki potrzebne do podtrzymania wyładowania, co jest zjawiskiem samopodtrzymującego się wyładowania. A proces wyładowania łukowego ma niskie napięcie, wysoki prąd, wysoką temperaturę i silną luminescencję. W tym procesie 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 między drutem spawalniczym a spawanymi elementami, topiąc spawane elementy i rdzeń elektrody, tworząc stopiony jeziorko. Jednocześnie topi się również powłoka elektrody i zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje żużel i gaz, który chroni końcówkę elektrody, kropelki, roztopiony jeziorko i wysokotemperaturowy metal spoiny.

 

Główna klasyfikacja

Popularne metody spawania łukowego obejmują głównie spawanie łukiem osłoniętym (SMAW), spawanie łukiem krytym (SAW), spawanie łukiem gazowo-wolframowym (spawanie GTAW lub TIG), spawanie łukiem plazmowym (PAW) i spawanie łukiem gazowym (GMAW, MIG lub MAG). ) itp.

 E7018-Tianqiao

Rysunek 3. Elektroda spawalnicza E7018

Spawanie łukiem osłoniętym (SMAW)

Spawanie łukiem osłoniętym metalowym wykorzystuje elektrodę i obrabiany przedmiot jako dwie elektrody, a ciepło i siła nadmuchu łuku są wykorzystywane do miejscowego topienia przedmiotu podczas spawania. Jednocześnie pod wpływem ciepła łuku koniec elektrody topi się, tworząc kroplę, a obrabiany przedmiot jest częściowo topiony, tworząc owalny wgłębienie wypełnione ciekłym metalem. Roztopiony ciekły metal i kropla przedmiotu obrabianego tworzą roztopiony basen. Podczas procesu spawania powłoka i niemetaliczne wtrącenia rozpuszczają się wzajemnie i tworzą niemetaliczną substancję pokrywającą powierzchnię spoiny poprzez przemiany chemiczne zwane żużlem. Gdy łuk się porusza, roztopione jeziorko schładza się i krzepnie, tworząc spoinę. Mamy różne elektrody spawalnicze do SMAW, najpopularniejsze modele toE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, i dla Stal nierdzewna, żeliwo, twarda nawierzchnia itp.

 Submerged-Arc-Welding-SAW-TianqiaoRysunek 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 automatycznie podawany bez przerwy. Generalnie do realizacji automatycznego ruchu łuku podczas procesu spawania stosuje się wózek spawalniczy lub inne urządzenia mechaniczne i elektryczne. Łuk spawania łukiem krytym pali się pod ziarnistym topnikiem. Ciepło łuku topi się i odparowuje części, na które bezpośrednio oddziałuje łuk przedmiotu obrabianego, koniec drutu spawalniczego i topnik, a para metalu i topnika odparowuje, tworząc zamkniętą wnękę wokół łuku. Spal w tej jamie. Wnęka jest otoczona warstewką żużla złożoną z żużla wytworzonego przez topienie topnika. Ten film żużlowy nie tylko dobrze izoluje powietrze przed kontaktem z łukiem i roztopionym jeziorkiem, ale także zapobiega promieniowaniu łuku. Drut spawalniczy nagrzany i stopiony przez łuk opada w postaci kropelek i miesza się z roztopionym metalem przedmiotu obrabianego, tworząc roztopiony jeziorko. Mniej gęsty żużel unosi się na stopionym basenie. Oprócz mechanicznej izolacji i ochrony roztopionego metalu jeziorka podczas procesu spawania, roztopiony żużel podlega również reakcji metalurgicznej ze stopionym metalem jeziorka podczas procesu spawania, co wpływa na skład chemiczny metalu spoiny. Łuk porusza się do przodu, a stopiony metal jeziorka stopniowo stygnie i krystalizuje, tworząc spoinę. Po ochłodzeniu się stopionego żużla unoszącego się w górnej części roztopionego jeziorka tworzy się skorupa żużla, która nadal chroni spoinę w wysokiej temperaturze i zapobiega jej utlenianiu. Dostarczamy topnik do SAW, SJ101SJ301SJ302

TIG-TianqiaoRysunek 5. Spawanie łukiem gazowo-wolframowym – TIG

Gjak Kadźgstpl Spawanie łukowe/spawanie wolframowym gazem obojętnym (GTAW lub TIG)

Spawanie TIG odnosi się do metody spawania łukowego, w której stosuje się wolfram lub stop wolframu (tor, wolfram, cer, wolfram itp.) jako elektrodę, a argon jako gaz osłonowy, określaną jako spawanie TIG lub spawanie GTAW. Podczas spawania spoiwo może być dodawane lub nie, w zależności od kształtu rowka spoiny i właściwości spoiny. Spoiwo jest zwykle dodawane od przodu łuku. Ze względu na specyfikę aluminium-magnezu i jego stopów do spawania wymagane jest spawanie łukiem wolframowym AC, a spawanie łukiem wolframowym DC jest stosowane do innych materiałów metalowych. W celu kontrolowania dopływu ciepła coraz szerzej stosuje się spawanie impulsowe łukiem argonowo-wolframowym. Głównie używane druty spawalnicze TIG sąAWS ER70S-6, ER80S-GER4043ER5356HS221 itd.

Plasma Arc Welding-Tianqiao Rysunek 5. Spawanie łukiem plazmowym

Spawanie łukiem plazmowym (PAW)

Łuk plazmowy to specjalna forma łuku. Łuk wykonany jest również ze stopu wolframu lub wolframu (wolframu toru, ceru, wolframu itp.) Jako elektrody łukowej, wykorzystującej argon jako gaz ochronny, ale elektroda wolframowa nie wystaje z dyszy, ale chowa się Wewnątrz dyszy, dysza jest chłodzony wodą, znany również jako dysza chłodzona wodą. Gaz obojętny jest podzielony na dwie części, jedna część to gaz wyrzucany między elektrodą wolframową a dyszą chłodzoną wodą, zwaną gazem jonowym; druga część to gaz wyrzucany pomiędzy dyszę chłodzoną wodą a osłoną gazu ochronnego, zwany gazem osłonowym, wykorzystujący łuk plazmowy jako źródło ciepła do spawania, cięcia, natryskiwania, napawania itp.

 Worker welding theironRysunek 5 Spawanie metal-gaz obojętny

Spawanie metali w gazie obojętnym (MIG)

Spawanie MIG oznacza, że ​​drut spawalniczy zastępuje elektrodę wolframową. Sam drut spawalniczy jest jednym z biegunów łuku, pełniącym rolę przewodnictwa elektrycznego i wyładowania łukowego, a jednocześnie materiałem wypełniającym, który pod wpływem łuku jest w sposób ciągły wtapiany i wtapiany w spoinę. Gazem ochronnym powszechnie używanym wokół łuku może być gaz obojętny Ar, gaz aktywny CO2lub Ar+CO2mieszany gaz. Spawanie MIG z użyciem Ar jako gazu osłonowego nazywa się spawaniem MIG; Spawanie MIG z wykorzystaniem CO2 ponieważ gaz osłonowy nazywa się CO2spawalniczy. Najpopularniejsze MIG to AWS ER70S-6, ER80S-G.


Czas publikacji: 17 sierpnia-2021