Kỹ thuật hàn điện (ESW)
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về hoạt động và kỹ thuật cho Electroslag Hàn (ESW).
Trước khi bắt đầu vận hành ESW, phôi có các cạnh vuông được xếp thẳng hàng với khoảng cách 20-40 mm ở vị trí thẳng đứng với tấm bắt đầu hoặc tấm chạy hình chữ U (ở dạng thùng đựng nước) và tấm thoát ra hàn vào nó như trong hình 11.6. Giày đồng giữ nước làm mát bằng nước được đặt ở vị trí để ngăn xỉ nóng chảy ra ngoài và tạo thành vỏ bọc cho kim loại nóng chảy và xỉ nóng chảy.
Để bắt đầu hoạt động hàn, một số từ thông được đổ xuống đáy thùng và một miếng đệm bằng thép được đặt ở vị trí để hỗ trợ khởi động hồ quang, cấp dây được bật, hồ quang được bật và hoạt động bắt đầu. Ngay khi một lớp từ thông nóng chảy hoặc xỉ đủ sâu được hình thành, hồ quang bị dập tắt, hàn hồ quang chuyển sang hàn điện và quá trình ESW thực sự hoạt động.
Khi đi qua bể xỉ nóng chảy, dòng điện làm nóng nó đến nhiệt độ 1900 ° C hoặc khoảng đó tùy thuộc vào độ sâu của xỉ nóng chảy như trong hình 11.7. Tùy thuộc vào độ dày của phôi, một hoặc một số điện cực được đưa vào bể chứa xỉ nóng chảy.
(Các) dây điện cực và các khối đồng giữ lại được ghép với thiết bị hoạt động của thiết bị điện giật và di chuyển lên trên khi khe hở được lấp đầy bằng kim loại nóng chảy từ điện cực. Vào cuối hoạt động hàn, cả xỉ và bể kim loại được đưa ra trên các tab hoàn thiện hoặc các tấm thoát ra.
Bất kỳ khuyết tật nào là không thể tránh khỏi khi bắt đầu và kết thúc hoạt động hàn đều bị giới hạn trong các tấm chạy vào và chảy ra và được loại bỏ cùng với chúng bằng cách cắt khí hoặc sứt mẻ cơ học. Đôi khi những tấm này được thay thế bằng đồng lạnh dài 50 đến 100 mm.
Để điều chỉnh sự chuyển động của giày giữ, điều cần thiết là phải theo dõi độ sâu của bể xỉ nóng chảy và để cảm nhận mức độ của bể kim loại nóng chảy. Khi hồ bơi có thể truy cập được cho người vận hành, một que thăm có thể được sử dụng để xác định độ sâu của nó.
Nó được quan sát thấy rằng khi hồ bơi yên tĩnh và quá trình đang chạy mà không gây ra hoặc phun ra độ sâu của hồ hàn là chính xác. Nếu độ sâu bể bơi nông, các tia lửa được phát ra từ bề mặt mà người vận hành có thể nhìn thấy.
Điều này đòi hỏi phải thêm từ thông vào hồ bơi; thường được thực hiện từ một thùng chứa nhỏ như chai. Độ sâu bể xỉ quá mức cũng nên tránh nếu không nó có thể dẫn đến thiếu thâm nhập tường bên.
Ngoài phương pháp nhúng, bốn phương pháp khác được sử dụng trong công nghiệp để cảm nhận mức độ của bể kim loại:
(i) Đầu dò tiếp xúc điện,
(ii) cặp nhiệt điện vi sai,
(iii) Máy đo mức đồng vị vô tuyến và
(iv) Nhận miễn cưỡng biến.
Thiết lập để sử dụng đầu dò tiếp xúc điện được hiển thị trong Hình 11.8. Bộ phận thiết yếu của đầu dò là đầu dò được làm bằng vật liệu có độ dẫn điện cao. Nó được tích hợp và cách điện từ một trong những đôi giày giữ bằng đồng.
Đầu nóng của đầu dò tiếp xúc với vùng hàn trong khi đầu xa được làm mát bằng nước. Để ngăn chặn sự hình thành của một lớp xỉ khô dẫn kém ở giữa đầu nóng và vùng hàn, đầu dò mang dòng điện từ mạch chính thông qua một cuộn cảm hạn chế dòng điện 'CLC'.
Sự sụt giảm điện áp trong đầu dò là một hàm của khoảng cách giữa đầu 1km của nó và bề mặt bể hàn. Sự sụt giảm điện áp này được so sánh với một điện áp tham chiếu và sự khác biệt giữa hai được tăng cường bởi một bộ khuếch đại công suất. Điện áp khuếch đại được đưa đến một động cơ servo điều khiển thiết bị hàn hướng lên trên và điều đó dẫn đến việc giảm chênh lệch điện áp xuống giá trị đặt trước. Bằng cách này, giày giữ được di chuyển lên đến mức mong muốn thường trong mức độ chính xác chấp nhận được là 2 mm.
Hệ thống này tuy đơn giản và chính xác nhưng do đầu dò tiếp xúc với điều kiện nhiệt rất khắc nghiệt nên tuổi thọ của nó rất ngắn và điều đó đã cản trở sự phổ biến của nó.
Việc sử dụng hệ thống cặp nhiệt điện vi sai được thể hiện trong hình 11.9. Trong hệ thống này, hai dây hằng được hàn vào một trong những đôi giày giữ bằng đồng. Cặp nhiệt điện vi sai được hình thành khi một dây tạo thành một điểm nối đồng-hằng trong khi dây còn lại tạo thành một điểm nối đồng-hằng.
Emf được tạo ra tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm nối. Trường nhiệt độ trong giày giữ được xác định bởi vị trí tương đối của nó đối với bề mặt bể hàn và hiệu quả của hệ thống nước làm mát.
Miễn là bề mặt trên cùng của bể hàn chiếm một vị trí ở giữa giữa hai điểm nối cặp nhiệt điện, sự khác biệt của emf vẫn bằng không. Tuy nhiên, khi vị trí của bể hàn thay đổi nhiệt độ ở điểm nối trên vượt quá mức đó ở điểm nối dưới; một mạch điều khiển tạo ra tín hiệu để di chuyển thiết bị hàn lên cho đến khi cân bằng được phục hồi.
Để có hiệu suất thỏa đáng của các hệ thống đầu dò cặp nhiệt điện vi sai, yêu cầu khoảng cách giữa điện cực đến giày không vượt quá 35-40 mm. Khi khoảng cách này lớn, thường là như vậy, hiệu suất của chúng trở nên thất thường, và đó là lý do tại sao chúng không được sử dụng rộng rãi.
Máy đo mức đồng vị vô tuyến dựa trên khả năng phát hiện sự khác biệt về mật độ của kim loại và xỉ. Nó thường bao gồm máy dò phóng xạ đồng vị vô tuyến hoặc ống chân không. Một nguồn bức xạ như vậy cho thấy tính trực tiếp cao có thể dễ dàng phát hiện bằng máy dò bức xạ công suất phân giải cao hiện đại.
Do các đặc điểm này của máy đo mức đồng vị vô tuyến và mật độ thấp của xỉ hàn, mức hoạt động vô tuyến trong vùng hàn không vượt quá giới hạn hàn an toàn trên các phần tử dày tới 150 mm. Một trở ngại lớn trong sự phổ biến của nó là sự khan hiếm nhân viên của cửa hàng đủ điều kiện để xử lý và vận hành các nguồn hoạt động vô tuyến.
Pick-up miễn cưỡng biến phụ thuộc vào hoạt động của nó trên dòng điện xoáy gây ra trong xỉ và phòng tắm kim loại. Nó có cuộn dây trên lõi hình chữ E được tích hợp vào một trong những đôi giày giữ lại như trong hình 11.10. Các cuộn dây chính, w 1 và w 2 được mang ở các chi bên ngoài và chi giữa mang một cuộn dây cảm biến (hoặc đo), w s . Hai cuộn dây chính tạo ra các thông lượng đối lập Ø 1 và Ø 2 ở các chi giữa.
Điều này dẫn đến emf cảm ứng theo thứ tự Ø 1 - Ø 2 trong cuộn dây cảm biến. Đầu dò được bố trí sao cho emf cảm ứng trong cuộn dây cảm biến hoặc giữa là tối đa khi bề mặt trên của bồn tắm buộc và buộc limbare ở cùng cấp. Mạch anh hoạt động ở chế độ điều khiển bang-bang.
Đôi giày giữ lại rõ ràng không thể luôn luôn vừa khít với bề mặt làm việc, do đó, xỉ nóng chảy có thể, do đó, chạy ra khỏi lỗ mở. Nếu điều này xảy ra, rò rỉ được dừng lại bằng cách sử dụng một chế phẩm niêm phong giống như bột bả và thông lượng bổ sung được thêm vào bể xỉ để duy trì độ sâu bể bơi thích hợp.
Việc đánh giá trọng lượng của dây điện cực cần thiết để hoàn thành việc hàn trong một lần duy nhất mà không bị gián đoạn được thực hiện trước khi bắt đầu vận hành. Tuy nhiên, nếu hoạt động bị gián đoạn vì bất kỳ lý do nào, hệ thống nên được tắt và các biện pháp khắc phục cần thiết được thực hiện trước khi khởi động lại hoạt động. Thông thường có một khu vực không được sử dụng tại điểm bị gián đoạn phải được tách ra và hàn bằng một số quy trình khác.
