Konkretūs suvirinimo metodai
Šiame straipsnyje apžvelgiami trys specifiniai suvirinimo būdai. Metodai yra tokie: 1. MIAB (magnetinis smūginis lankas) Suvirinimas 2. Vamzdžių gamyba suvirinimo būdu 3. Siaurasis suvirinimas.
Metodas # 1. MIAB (magnetinis smūginis lankas) Suvirinimas:
MIAB suvirinimo sistemoje, naudojamoje vamzdžių arba tuščiavidurių skerspjūvių dalims suvirinti, sujungiamos vamzdžių dalys yra atskirtos nedideliu 1-2 mm tarpeliu, o suvirinimo lankas per didelio dažnio išlydžio tašką, naudojant pastovus srovės šaltinis, kaip parodyta 22.25 pav. Tuo pačiu metu įstrižos magnetinio ritės pagalba sukurtas statinis radialinis magnetinis laukas yra tarpas, kuris sukelia lanką aplink vamzdelį, kaip sąveikos su magnetiniu lauku rezultatas.
Lanko sukimosi greitis yra labai aukštas, iki 150 m / s ar daugiau, todėl vamzdžių galai labai greitai ir tolygiai šildomi. Laikas, reikalingas norimam kaitinimui pasiekti, yra nuo ½ iki 2 sekundžių, priklausomai nuo kaitinamo metalo masės. CO 2 dažnai naudojamas kaip ekranavimo dujos, apsaugančios lanką ir išlydytą metalą. Įkaitinus vamzdžio galus yra sukietėję iki maždaug 2200 N slėgio. Didžiausia naudojama suvirinimo srovė paprastai yra 1000 A.
MIAB suvirinimo būdu pagamintas kietos fazės suvirinimas pasižymi būdinga blykste, kurią sukelia sutrikimas. Suvirinimo stiprumas ir kokybė yra geresni, palyginti su suvirinimo siūlais, pagamintais trinties suvirinimo ir blykstės suvirinimo procesais. Pagrindiniai MIAB suvirinimo privalumai, palyginti su alternatyviais atsparumo užpakaliniais, blykstės ir trinties suvirinimo procesais, yra dideli suvirinimo greičiai, mažas energijos suvartojimas, automatizavimo paprastumas ir gebėjimas prisijungti prie netapinių vamzdžių.
Vamzdžių paviršių paruošimas nėra labai svarbus, todėl bet koks paviršius nuo žemės iki pjūklo pjovimo yra tinkamas suvirinti MIAB suvirinimo būdu. Tačiau, norint užtikrinti gerą lanko sukimąsi, didelio skersmens suvirinimo siūlai (daugiau nei 100 mm) reikalauja tolygios srovės jungties visame periferijoje. Gamybos greitis su MIAB suvirinimu gali būti 8-10 kartų didesnis už trintį, ir blykstės suvirinimo procesai.
Iki šiol MIAB suvirinimas iš esmės buvo panaudotas Europos automobilių pramonėje, kad suvirintų mažai anglies dioksido, mažai legiruotus ir nerūdijančio plieno komponentus. Konkretūs šio proceso panaudojimo būdai yra sraigto velenų, pavaros velenų, galinių ašių galų, amortizatorių (suvirintų dangtelio dangtelio dangtelis) ir dujų pripildytų statramsčių sujungimas. Šiuo metu vamzdžių skersmens diapazonas, kurį galima suvirinti MIAB suvirinimo būdu, yra maždaug 10-300 mm, o sienelių storis yra nuo 0, 7 iki 13 mm.
Proceso įranga buvo sukurta tiek parduotuvių, tiek lauko gamybai.
Šis procesas negali būti naudojamas kietam strypui suvirinti, o jungties kokybę NDT negali užtikrinti, nes suvirinimo linijoje galima turėti labai plonus oksido sluoksnius arba suplotus intarpus. Tačiau, nepaisant šių apribojimų, tikimasi, kad šis procesas bus plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip buitinė technika, oro kondicionavimas, šaldymas ir baldų gamyba.
Technika # 2. Vamzdžių gamyba suvirinimo būdu:
Aukšto dažnio vamzdžių ir vamzdžių gamyba pasiekiama taikant šiuos tris atsparumo siūlių suvirinimo variantus:
(i) elektrinio atsparumo susiuvimo siūlių suvirinimas (ERW procesas), \ t
ii) aukšto dažnio varžos suvirinimas (HFRW) ir
iii) Aukšto dažnio indukcinis suvirinimas (HFIW).
i) ERW procesas:
Dideli plieninių vamzdžių ir vamzdžių kiekiai gaminami pasipriešinant susiuvimui iš juostos, kuri nuolat pjaunama ir suvirinama į vamzdį, kurio skersmuo yra tinkamas prieš suvirinimą. Sujungtos ritininio tipo elektrodais per jungtį įvedama iki 4000A kintama srovė maždaug 5 voltais, o jėga veikiama slėgio ritiniais, kaip parodyta 22.26 pav. Sunkios srovės įvedimui tiesiai į judančius elektrodus naudojamas besisukantis transformatorius su slydimo žiedais ant pirminės pusės. Skirtingai nuo įprastinio siūlės suvirinimo, srovės ir darbo judėjimas šiame procese yra tęstinis.
Didžiausias gamybos tempas yra apribotas suvirinimo srovės dažniu, nes suvirinimo greitis padidėja, todėl atskiras srovės pusinis ciklas galiausiai sukelia taškinį suvirinimą vietoj siūlės suvirinimo. Norint įveikti šį sunkumą, dažnio dažnis paprastai padidinamas iki 350 herc, kad būtų pasiektas 36 m / min suvirinimo greitis.
Šio proceso metu pagamintas vamzdis turi viršuje išilgą metalą išilgai suvirinimo jungties tiek viduje, tiek išorėje, kuris paprastai pašalinamas įrengiant atitinkamas pjovimo mašinas ant gamybos linijos. Vamzdis supjaustomas iki norimo ilgio, naudojant pjoviklį, kuris juda išilgai vamzdžio ir yra sinchronizuotas norint sumažinti reikiamą ilgį tam tikru ciklu.
ii) HFRW procesas:
Šiame procese vamzdis suformuojamas ritiniais taip pat, kaip ir ERW procese, bet srovė nuo 500 iki 5000 A iki 500 KHz dažnio ir apie 100 voltų įtampa įvedama per vario lydinius, pagamintus iš vario lydinių. ir sidabras su kietuoju vandeniu kietais vandeniu aušinamais variniais laikikliais. Kontaktų galo dydžiai svyruoja nuo 15 iki 650 mm 2, priklausomai nuo galimo srovės.
O ERW šiluma daugiausia susidaro dėl paviršinio kontakto pasipriešinimo, o tai atsiranda dėl odos poveikio, dėl kurio srovė teka sekliu laidininko gyliu ir yra proporcinga √1 / f. Slėginiai ritinėliai, skirti užtikrinti spaudimą, įrengiami trumpu atstumu žemiau linijos nuo srovės zondų, kaip parodyta 22.27 pav. Dėl odos poveikio srovės srautas yra palei juostą per Vee viršūnę, susidariusį užpylimo paviršių, atitinkančių 4 ° –7 ° kampą, kai jie artėja prie vamzdžio. Šildomo ploto gylis paprastai yra mažesnis nei 0, 8 mm, todėl yra optimali suvirinimo siūlių sąlyga.
ERW proceso metu lydymas nevyksta, todėl suvirinimas apima didelę kaitinamo metalo deformaciją, kad plyštų oksido sluoksnis, kad metaliniai kontaktai būtų kokybiški. Tačiau, esant HFRW, gali būti atliekamas paviršinis lydymas ir taip išlydytas metalas yra išspaudžiamas riedmenų kalimo spaudimu, o tai lemia oksiduotos medžiagos ar kitų priemaišų išspaudimą. Šis veiksmas leidžia šį procesą taikyti spalvotųjų metalų suvirinimui, kur dėl kaitinimo labai greitai susidaro ugniai atsparus oksidas.
Aukštos įtampos ir aukšto dažnio naudojimas padeda pasiekti gerą kontaktą tarp zondų ir vamzdžio medžiagos, net jei jis turi skalę. Vandeniu aušinami zondai turi ilgą tarnavimo laiką ir gali keisti tūkstančius metrų vamzdžio prieš juos pakeičiant devėti. Kontaktinių zondų, naudojamų spalvotųjų metalų HFRW, gali būti trijų kartų didesnis už juodųjų metalų naudojamų zondų tarnavimo laiką. Suvirinimas 100 000 m spalvotųjų vamzdžių su vienu zondų rinkiniu nėra neįprasta.
Kadangi suvirinimo greitis priklauso nuo vamzdžio storio, o ne pagal skersmenį, todėl aukšto suvirinimo greitis iki 150 m / min. Naudojant 160 KW maitinimo bloką 400 KHz maitinimo šaltiniu, plieno ir aliuminio vamzdžiai ir vamzdeliai gali būti gaminami didele gamybos sparta, priklausomai nuo sienų storio, kaip parodyta 22.6 lentelėje.
Vamzdžių ir vamzdžių HF suvirinimo metu srovė teka tiek vamzdžių vidiniame paviršiuje, tiek išoriniame paviršiuje. Ši papildoma srovė, kuri teka lygiagrečiai suvirinimo srovei, sukelia energijos nuostolius. Siekiant sumažinti šį galios praradimą, vamzdžio viduje yra magnetinė šerdis arba impulsas, pagamintas iš ferito medžiagos.
Impulsas padidina serbentų kelio indukcinį reaktyvumą aplink vamzdžio vidinį paviršių, ribojantį nepageidaujamą vidinę srovę ir taip padidinant išorinę srovę. Tai lemia didesnį gamybos lygį. Įsiurbimo sistema paprastai yra aušinama vandeniu, kad temperatūra būtų žema, kad ji neprarastų savo magnetinių savybių. Siekiant išvengti plonų sienelių vamzdžių užpylimo, prijungimo vamzdis gali būti aprūpintas atraminiais ritinėliais, kaip parodyta 22.28 pav.
HFRW procesas naudojamas gaminti vamzdžius ir vamzdelius, kurių skersmuo yra nuo 12 iki 1270 mm, o sienelių storis yra nuo 0, 25 iki 25 mm. Bet koks metalas gali būti suvirintas šiuo būdu, kai greitis svyruoja nuo 5 iki 300 m / min., Priklausomai nuo sienelės storio.
HFRW procesas taip pat gali būti naudojamas spiraliniams ir apvaliems vamzdžiams ir vamzdžiams gaminti. 22.29 pav. Pavaizduota perdavimo linija, sukurta spiraliai suvirintiems vamzdžiams gaminti iš skelpo ritinių. Jame numatytas automatinis skelpo atjungimas ir persirengimas, galų apkarpymas, automatinis suvirinimas, suvirinimo terminis apdorojimas ir vamzdžio pjovimas.
22.30 pav. Parodyta spiralinio galo suvirinimo vamzdyje išdėstymas. HFRW gali suvirinti skirtingus metalinius vamzdžių ir šlifavimo medžiagų derinius. Dažnai suvirinti deriniai yra nerūdijančio plieno vamzdis, švelnus plieninis galas; cupronickel vamzdis ir aliuminio galas; švelnus plieninis vamzdis ir švelnus plieno lakštas.
Skersmuo yra nuo 15 mm iki 250 mm. Tipiniai pelekų aukščiai lygūs vamzdžio spinduliui, pelekai gali būti tokie pat stori kaip 6 mm, o pelekų aukštis gali būti mažesnis nei 1-2 per cm. Į vamzdžius taip pat gali būti suvirinti įvairūs dantytų ar sulankstytų pelekų tipai.
iii) HFIW procesas:
Vamzdžių aukšto dažnio indukcinis suvirinimas yra panašus į aukšto dažnio pasipriešinimą suvirinimui, išskyrus tai, kad darbinėje medžiagoje susidariusi šiluma yra srovė, paskatinta į ją. Kadangi nėra elektrinio kontakto su darbu, šis procesas gali būti naudojamas tik tada, kai darbe yra pilnas srovės kelias arba uždaras ciklas. Sukeltos srovės teka ne tik per suvirinimo sritį, bet ir per kitas darbo dalis.
Vamzdžių briaunos sujungiamos taip pat, kaip ir ERW arba HFIW procesuose. Vandens aušinamas indukcinis ritė arba vario induktorius apgaubia vamzdį atvirame vandens gale, kaip parodyta 22.31 pav. Aukšto dažnio srovė, tekanti per ritę, sukelia cirkuliuojančią srovę aplink vamzdžio išorinį paviršių ir vandens kraštus, šildydama juos iki suvirinimo temperatūros. Slėgis taikomas suvirinimui kaip ir HFRW.
HFIW tinka vamzdžiams, pagamintiems iš bet kokio metalo, kurio skersmuo nuo 12 iki 150 mm, sienų storis nuo 0, 15 iki 10 mm, kai suvirinimo greitis svyruoja nuo 5 iki 300 m / min.
HFIW neapsiriboja vamzdžių gamyba, tačiau gali būti naudojamas perforuoti suvirinimo dangtelio suvirinimo vamzdį. Šis procesas gali būti naudingas dengiamiems vamzdžiams, mažiems arba plonasieniams vamzdžiams; ir pašalina paviršiaus žymėjimą elektriniais kontaktais. Tačiau šis procesas netinka aukšto laidumo metalų arba tų, kurie yra atsparūs ugniai atspariems oksidams, suvirinimui
nėra veiksmingo oksidų šalinimo mechanizmo. Apskritai HFIW procesas yra mažiau efektyvus nei HFRW procesas, ypač suvirinant didelius vamzdžių ir vamzdelių dydžius.
Technika # 3. Siauros spragos suvirinimas:
Siauras tarpas suvirinimas yra terminas, taikomas bet kokiam suvirinimo procesui, naudojamam sunkiųjų sekcijų (> 30 mm) su kvadratiniu užpakaliu arba šalia lygiagrečio krašto paruošimo sujungimu ir nedideliu maždaug 6, 5–9, 5 mm tarpu, kad būtų gautas suvirinimas su mažo tūrio suvirinimu metalo. Dažniausiai suvirinimo siūlams naudojamas GMAW procesas, bet kiti procesai, tokie kaip SAW ir GTAW, buvo sėkmingai naudojami.
Siaurojo tarpo suvirinimo pagrindinis tikslas yra sumažinti suvirinimo metalą, siekiant gauti mažas sąnaudas, didesnį suvirinimo greitį, sumažinti iškraipymus ir įtempius bei naudoti vienpusį suvirinimo metodą. Suvirinimo metalo tūris gali būti 20% įprastinių metodų, kaip matyti iš 150 mm skersmens SAW briaunų ruošimo palyginimo su įprastiniais ir siaurais tarpais metodais, parodytais 22.32 pav.
Siauroms tarpoms GMAW naudojamas maitinimo šaltinis yra pastovios įtampos tipo su pastovaus greičio vielos tiektuvu, tačiau suvirinimo galvutė ir purkštukai yra specialiai suprojektuoti taip, kad juos būtų galima pritaikyti siauroje spragoje. GMAW siauras atotrūkis yra visiškai automatinis metodas ir gali būti naudojamas mažose padėtyse. Paprastai du elektrodų laidai, kurių kiekvieno skersmuo yra maždaug 1 mm, vienu metu naudojami su viena viela, nukreipta į kiekvieną sieną. Kiekvienam elektrodui reikalingas nuolatinis įtampos nuolatinės srovės maitinimas ir vielos tiekimo sistema.
Kontaktiniai vamzdžiai montuojami ant vežimėlio, kurio atstumas tarp jų yra fiksuotas. Tačiau siauras tarpo metodas gali būti naudojamas ir su vienu elektrodų laidu, kuris gali būti virpesių, kad būtų užtikrintas vienodas suvirinimo nuosėdos. Naudojama ekranavimo dujos yra argono mišinys su 20–25% CO 2 .
Srovė naudojama apie 230–250 A 1 mm skersmens elektrodų vielai, kurios elektrodas yra teigiamas esant 25–26 voltams.
Važiavimo greitis yra apie 1–1, 25 m / min., Dėl to elektrodui per pralaidą gaunama apie 300–450 J / mm. Purkštukų antgalio iki darbo atstumas yra fiksuotas maždaug 13 mm. Suvirinimo procesui pradėti reikalinga atraminė juosta. Prieš tai suvirinant šaknų eigą, tai paprastai turi būti pašalinama išlenkiant ir šlifuojant lanku. Tai yra ne tik brangus ir daug laiko reikalaujantis, bet ir sumažina suvirinimo kokybę. Suvirinto darbo storis turi būti apie 4 eigos.
Norint įveikti šoninės sienelės suliejimo trūkumą, kontaktiniai vamzdžiai yra išdėstyti taip, kad nukreiptų elektrodų laidą prie tinkamo taško šoninėje sienoje, alternatyviai naudojami specialūs elektrodų tiektuvai, kad būtų užtikrintas būtinas kreivumas, gofravimas ar pasukimas elektrodų vieloje, kaip parodyta Fig. 22.33, prieš pat einant į kontaktinį vamzdelį. Kontaktiniai vamzdžiai paprastai yra aušinami vandeniu ir izoliuoti, kad būtų išvengta trumpojo jungimo sąlytyje su šoninėmis sienomis.
Siaurų tarpų suvirinimo apribojimai apima santykinai trapius suvirinimo galvutes ir sunkumus, susijusius su tokių siaurų suvirinimo siūlų remontu. Šie sunkumai dabar įveikti naudojant 14-20 mm tarpą ir naudojant 3 elektrodų laidus. Naudojant SAW arba FCAW procesą, suvirinimas atliekamas suvirinimo padėtyje žemyn, bet suvirinimo GMAW procesas su vienu elektrodu, kurio skersmuo yra apytiksliai 3, 2 mm, esant 400-450 A srovės spindulių diapazonui 30- 37 voltai. Naudojama apsauginė dujos paprastai yra helio, argono ir CO 2 mišinys lygiomis dalimis.
Pasiekiamas važiavimo greitis yra apie 40 cm / min. Naudojamas maitinimo šaltinis yra nuolatinės srovės, pastovios įtampos tipas, tačiau naudojamas elektrodo neigiamas poliškumas. Kadangi metalo perdavimas su siauromis tarpinėmis suvirinimo priemonėmis yra purškimo režimas, jis yra gabaritinis, turintis platesnes spragas. Taikant šį metodą, kontaktinis vamzdis neviršija tarpo, taigi jis suteikia ilgą lipnumą, dėl kurio elektrodų vielos atsparumas yra didelis.
Didžiausia problema, susijusi su abiem šiomis siaurų tarpų suvirinimo versijomis, yra suvirinimo siūlių paruošimas taip, kad tarp dviejų suvirinamų dalių tarpas būtų vienodas. Kadangi leistinas nuokrypis nuo tarpo geometrijos
Siaurojo tarpo suvirinimas gali būti naudojamas suvirinti anglies plieną, aukšto stiprumo Q & T plieną, aliuminį ir titaną. Proceso specifiniai pritaikymai yra reaktoriaus slėginių indų, garų imtuvų ir šilumokaičių, didelio skersmens pavarų velenų, sunkiųjų sienelių aukšto slėgio vandens tiekimo, storų sienų vamzdžių ir pilno įsisavinimo suvirinimas iki 900 mm storio komponentų branduolinės energetikos inžinerijoje.
