Các biến thể của quy trình SAW

Bài viết này đưa ra ánh sáng về bốn biến thể chính của quy trình Hàn hồ quang chìm (SAW). Các biến thể là: 1. Điện cực kép với nguồn điện đơn 2. Điện cực kép có nhiều nguồn điện 3. Điện cực ba với nhiều nguồn điện 4. Hàn hồ quang Fus.

Biến thể số 1. Điện cực kép với nguồn điện đơn :

Mặc dù SAW dây đơn là quy trình được sử dụng thường xuyên nhất, nhưng nhiều hệ thống dây cũng được sử dụng rộng rãi vì tốc độ lắng đọng tăng và tốc độ hàn đạt được giúp mở rộng phạm vi của quy trình. Hình 8.28 cho thấy hệ thống SAW điện cực kép sử dụng một nguồn năng lượng duy nhất. Trong quá trình này, hai điện cực được đưa đồng thời vào một đầu hàn kép cho phép sử dụng dòng điện cao hơn. Các điện cực có thể được đặt song song hoặc nghiêng với nhau.

Trong thiết lập song song, các điện cực được đặt cách nhau 6 đến 12 mm và có thể song song, nghĩa là một cái theo sau hoặc trong mảng ngang tức là được di chuyển cạnh nhau. Cả hai hệ thống này được hiển thị trong Hình 8.29. Nếu các điện cực được sử dụng song song có thể tăng tốc độ hàn lên tới 50%, khi sử dụng trong các rãnh ngang rộng hơn có thể được lấp đầy. AC được ưa thích vì nhiều cung dc cùng cực có xu hướng kéo lại với nhau.

Mảng ngang của các điện cực được chỉ ra trong hình 8.29 sẽ không lắng đọng kim loại sâu như các điện cực song song; tuy nhiên mô hình thâm nhập mối hàn có thể được mở rộng để bao phủ hoàn toàn một số hạt hàn hẹp.

Một cách sắp xếp khác là sử dụng các điện cực đôi với các kết nối nối tiếp, Hình 8.30, sao cho một điện cực là cực âm và cực dương còn lại; và các điện cực được đặt trong cấu hình vee trên trục hàn. Thiết lập các điện cực hàn này dẫn đến độ sâu thâm nhập ít nhất nhưng cho phép hàn các tấm và tấm mỏng ở tốc độ hàn cao. Bởi vì độ xuyên thấu nông, độ dày của kim loại được hàn thường nhỏ hơn 12 mm.

Biến thể # 2. Điện cực kép với nhiều nguồn điện:

Hệ thống SAW điện cực kép được sử dụng rộng rãi và có sự lựa chọn của cả hai dây dc, một dây dc và một dây ac hoặc cả hai dây ac

Vị trí hai điện cực song song với các nguồn năng lượng riêng biệt và cả hai điện cực dương cho độ xuyên sâu nhất của tất cả các hệ thống và do đó, tốc độ hàn cao nhất. Tuy nhiên, hệ thống này dễ bị thổi hồ quang nghiêm trọng, do đó, hệ thống nói dối thường được sử dụng là có điện cực dương và dây kéo và vệt ac hoặc cả hai dây ac Hệ thống dc / ac, như hình 8.31, có ưu điểm là điện cực sâu âm. Tuy nhiên, sự sắp xếp được sử dụng nhiều nhất là sâu cho sự thâm nhập dây dẫn của hồ quang dc hàng đầu để cho tốc độ hàn cao; trong khi hồ quang ac thường chạy ở dòng điện thấp hơn một chút sẽ cải thiện cấu hình và bề mặt hoàn thiện của mối hàn.

Một hệ thống tất cả ac ít bị thổi hồ quang và do đó, được ưu tiên cho một phôi hình học phức tạp. Nó cũng tìm thấy sử dụng rộng rãi trong hàn nhiều vượt qua.

Mặc dù các cung ac tương đối không bị bắn hồ quang nhưng chúng vẫn dễ bị lệch cung tùy thuộc vào độ lệch pha giữa các cung. Để khắc phục khó khăn này, các hệ thống ac / ac thường được chạy từ máy biến áp Scott hai hoặc ba pha, như hình 8.32, cung cấp độ lệch pha 90 ° giữa các cung. Một kết nối delta kín của các nguồn năng lượng, như trong Hình 8.33, với trở kháng có sẵn trong đường dẫn trở lại cũng được sử dụng để kiểm soát độ lệch pha giữa hai cung.

Biến số 3. Điện cực ba với nhiều nguồn điện :

Nhu cầu liên tục để tăng năng suất, đặc biệt là trong ngành đóng tàu, nơi có các mối hàn dài, đã dẫn đến sự phát triển của nhiều hệ thống SAW nguồn điện với tối đa mười dây. Tuy nhiên, ngoại trừ các ứng dụng đặc biệt, ba dây là giới hạn thực tế và các hệ thống như vậy được sử dụng rộng rãi trong đóng tàu, chế tạo bình áp lực và nhà máy ống.

Hệ thống ba dây cũng được sử dụng để chế tạo các đường nối ngang tốc độ cao cho ống có đường kính lớn và cho các dầm chế tạo. Dòng điện rất cao có thể được sử dụng với tốc độ di chuyển và tốc độ lắng cao tương ứng. Hai hệ thống điện thường được sử dụng trong các ứng dụng như vậy là dc / ac / ac, được hiển thị trong Hình 8.34 và ac / ac / ac, được hiển thị trong Hình 8.35, với mức độ thâm nhập tương tự như đối với hệ thống điện cực kép cho mạch điện tương ứng .

Góc làm việc điện cực trong cả hai, hệ thống dây đôi và ba dây được điều khiển để đạt được hình dạng hạt hàn mong muốn. Điện cực hàng đầu được chạy ở dòng điện cao và điện áp thấp để có được sự thâm nhập tốt, đạt được tốt nhất bằng cách giữ điện cực ở 90 °, hoặc thậm chí trên 90 ° một chút, đến hạt lắng đọng trên phôi.

Điện cực giữa được giữ ở nhiệt độ thấp hơn 90 ° trong khi điện cực kéo dài, trong cả hai hệ thống điện cực kép và ba, được giữ ở khoảng 70 ° đến 75 ° để có được bề mặt hạt hàn mịn. Ba giai đoạn trong việc lấp đầy một rãnh khớp được minh họa trong hình 8.36. Ví dụ, cài đặt dòng điện và điện áp cho hệ thống 3 dây có thể giống như điện cực dẫn ở 1000A ở 32V, điện cực kéo ở 500A ở 42V, với điện cực giữa ở 700A ở 38V.

Hình 8.36 Ba giai đoạn trong việc lấp đầy rãnh chung bằng quy trình SAW ba điện cực

Ngoài nhiều hệ thống dây, tốc độ lắng đọng trong SAW cũng có thể được tăng lên bằng cách thêm bột sắt vào khớp dưới thông lượng. Do đó, sắt sẽ tan chảy và trở thành một phần của hạt hàn; điều này làm tăng đáng kể tốc độ phơi sáng mà không có bất kỳ ảnh hưởng xấu nào đến các đặc tính hàn. Bột sắt có thể được sử dụng với hệ thống dây đơn hoặc nhiều dây SAW; mức độ gia tăng tỷ lệ lắng đọng được thể hiện trong hình 8.37.

Một biến thể khác của quy trình là một trong đó dây phụ được tách riêng hoặc 'lạnh' được đưa vào vùng vòng cung. Dây phụ lạnh này có thể là rắn cho lõi từ thông để thêm hợp kim đặc biệt cho kim loại hàn. Kiểm soát thích hợp việc bổ sung các yếu tố hợp kim này có thể dẫn đến cải thiện đáng kể tính chất hàn. Dây thông lượng cũng có thể được sử dụng như một dây điện cực thông thường để đạt được bổ sung các yếu tố hợp kim đặc biệt trong kim loại mối hàn. Các biến thể như vậy của quá trình, tuy nhiên, cần xem xét cẩn thận và trước cho các ứng dụng thích hợp của chúng.

Biến thể # 4. Fus Arc Hàn:

Hàn hồ quang hoặc hàn điện cực được phủ liên tục là một biến thể của quy trình SAW, cũng có thể được coi là lai giữa các quy trình SMAW và SAW vì nó có hồ quang mở như trong SMAW nhưng thiết bị được sử dụng là quy trình SAW tự động. Vòng cung mở của Fus Arc Hàn cho phép người vận hành nhìn thấy mọi lúc mọi thứ đang diễn ra trong bể hàn.

Dây điện cực được sử dụng liên tục được phủ một từ thông được giữ trong lưới vết thương xoắn bao gồm các dây mỏng xung quanh một dây lõi rắn như trong hình 8.38. Để đạt được sự tiếp xúc điện, các dây quấn xoắn này được giữ ở các ngoại vi ngoài cùng của chúng.

Quá trình này được bắt đầu bằng cách trước tiên tiến lên dây được bọc từ thông để tiến lên và tiếp xúc với công việc và sau đó được rút lại để tạo ra một vòng cung ổn định. Hồ quang có thể được cung cấp thêm Tấm chắn CO ₂ để cải thiện đáng kể chất lượng của mối hàn vì sự tự do hơn trong việc kết hợp từ thông và mức dòng hàn cao hơn cho phép.

Do đó, quá trình hồ quang fus sử dụng hệ thống hồ quang được kiểm soát để giữ cho chiều dài hồ quang phù hợp. Điều này được thực hiện bằng cách cảm nhận điện áp hồ quang gần như tỷ lệ thuận với nó; sau đó được sử dụng để kiểm soát tốc độ nạp điện cực.

Quá trình này được sử dụng chủ yếu để hàn các đường nối dọc và do đó được sử dụng đặc biệt trong đóng tàu và chế tạo kết cấu sử dụng các mối hàn phi lê. Đối với các ứng dụng này, quá trình này đặc biệt thành công vì các đặc tính hồ quang mở và khả năng chịu đựng của điều kiện thời tiết và bề mặt tấm kém.