4 Viktige forbruksvarer av Arc Welding
Denne artikkelen kaster lys over de fire viktige forbruksmateriellene til buesveising. Forbruksmateriellene er: - 1. Belagte elektroder 2. Sveisestenger og ledninger 3. Sveisefløyter 4. Skjermende gasser.
Forbruket # 1. Belagte elektroder:
Nesten all generell sveising gjøres ved skjermet metallbuesveising ved hjelp av belagte elektroder. De belagte elektrodene består av kjernetråden med en dekning av belegningsmateriale. Kjernetråden som brukes til elektroder, er laget til bestemte nasjonale eller internasjonale standarder som spesifiserer wiremåler, materialesammensetning, akseptregler osv.
Elektroder for manuell og automatisk lysbuesveising av lav- og middels karbonstål samt lav legeringsstål er for det meste laget av 012% karbonstål.
Kjernetråddiameteren for elektroder varierer vanligvis mellom 3, 15 og 12, 50 mm, med de mellomliggende standarddiametrene 4, 00, 5, 00, 6, 30, 8, 00 og 10, 00 mm. Lengden på disse belagte elektrodene varierer mellom 350 og 450 mm med bare del (uten belegg) i området mellom 20 og 30 mm, hvorfra den holdes i en elektrodeholder.
De kjemiske sammensetningene av kjerne ledninger for lav og middels karbonstål er gitt i tabell 5.1A og for kjerneledninger av mild stål elektrode i tabell 5.1B .:
Forbruket # 2. Sveisestenger og ledninger:
Bare sveisetråd og stenger brukes i korte lengder på ca 1 meter eller i sammenklemt form i spoler. Mens korte lengder brukes til prosesser som GTAW og plasmabuesveising, der de ikke er en del av sveisekretsen, blir lange ledninger benyttet for prosesser som GMAW og SAW hvor en del av ledningen gjennomfører strøm når en sveisetråd utgjør en del av elektrisk krets det kalles en sveiselektrode ellers blir det referert til som sveisestang.
De fleste ledninger som brukes til sveising av strukturelt stål inneholder vanligvis 0-10% karbon og 0-35 til 0-60% mangan. Andre har økt manganinnholdet. Noen andre typer har økt mengde karbon, mangan og silisium.
Overflødig silisium i sveisetråd resulterer i kraftig sprut, gassing i sveisebassenget og ikke-metalliske materialer i sveisemetallet. Maksimum silisiuminnhold tillatt er derfor opptil 0-95%.
Innholdet av skadelige urenheter som svovel og fosfor bør ikke overstige 0-04% hver. I enkelte ledninger, spesielt de som brukes til sveising av legeringsstål, er maksimal mengde svovel og fosfor tillatt 0-03% hver.
Utvalget av tråddiameter strekker seg fra 0-5 til 2-5 mm med 0-5, 0-6, 0-8, 0-9, 1-0, 1-2, 1-6, 2-0, 2- 4 og 2-5 mm diameter ledninger er normalt tilgjengelige. Sveisemaskiner bruker kontinuerlige ledninger i spoler. Avhengig av tråddiameteren kan en spole veie hvor som helst mellom 5 og 500 kg og måle 150 til 1000 mm over.
Sveisetrådene er vanligvis kobberbelagte for å forhindre rusting og for å forbedre dagens oppsamling fra kontaktrøret, det hjelper også under tegning av ledninger gjennom dørene. For å unngå skadelige effekter og avskalling av kobberbelegg, holdes det vanligvis veldig tynt og maksimal mengde kobber er spesifisert ved 0-4 vekt% av ledningen.
Bortsett fra lavkarbonstål produseres sveisetråd også av rustfritt stål, aluminium og legeringer, nikkel legeringer, magnesium legeringer, titan legeringer og kobberlegeringer.
Sveisetrådene er tilgjengelige både i fast og rørformet form, sistnevnte inneholder fluss i den.
Spesifikasjoner for faste ledninger og stenger :
Flere systemer er i bruk for å spesifisere sveiseelektroder eller stenger. AWS-spesifikasjon er et av de velkjente systemene for kodifisering. Den består av et prefiksbrev eller bokstaver etterfulgt av to figurer og bokstaven S og deretter et suffiks som kan være en figur eller et bokstav eller begge deler.
AWS-identifikasjon for bare karbonstålelektroder og stenger for gassskjermet lysbuesveising kan forklares ved å vurdere en kode som sier ER-70S-1
ER - Prefix angir en elektrode eller sveisestang
70 - indikerer minimal sveiset strekkstyrke på 70 000 psi (5000 N / mm 2 )
S - indikerer solid elektrode eller stang
1 ...... .. 6- Suffiksnummer indikerer kjemisk analyse eller annen brukbarhetsfaktor, f.eks. 1 indikerer 0-07% karbon og 0-30% silisium.
Alle disse leddene og stengene er normalt ment for bruk med dyp polaritet, og de fleste er designet for bruk med CO 2 som skjermgassen.
AWS-systemet vedtatt for å identifisere faste, bare karbonståltråder for nedsenket Arc-sveising, er som følger:
Den har et prefiks bokstav E for å indikere en elektrode. Dette følges av et bokstav L eller M eller H for å indikere nivået av mangan; L står for lav, M for medium, og H for høyt manganinnhold. Det følges av en eller to figurer for å representere den gjennomsnittlige mengden karbon i hundre prosent av en prosent, for eksempel betyr 8 0 08% karbon. Suffiks bokstav K brukes til å indikere silisiuminnhold høyere enn 0 05%.
Eksempler :
EL8 - Lav mangan (0-30 - 0-55%), gjennomsnittlig karboninnhold 0-08%, 0-05% silisium
EL8K - (0-30-0-55)% Mn, 0-08% C, (0-10-0-20)% Si
EM12 - (0-85-2-25%) Mn, (0-09-0-15)% C, 0-05% Si
EH14 - (1-75-2-25)% Mn, (0-10-018)% C, 0-05% Si
Noen av disse ledningene er svært like i sammensetningen som de som brukes til gassbuesveising.
Rørformede elektroder eller Flux-Cored Wires:
Fluskjernetråden består av en metallkappe som omslutter en flusskjerne. Strømmen inneholdt i elektroden utfører i det vesentlige de samme funksjoner som belegget på en dekket elektrode, det vil si det virker som en deoksider, slaggform, lysbue stabilisator og kan gi legeringselementer så vel som skjermgassen.
Det er to hovedårsaker til introduksjonen av flux-cored wire, dvs. i motsetning til solid wire trenger den ikke nødvendigvis stålplater av spesifikk sammensetning for sin produksjon, da den kan fremstilles fra strips av ønsket materiale; Det er også lettere å bruke spesielt for sveisepipene som ligger i fast stilling.
Flux-cored-ledninger, i sin nåværende form, ble introdusert i 1956 i USA. Først ble båndet som inneholdt flussen ført til den nødvendige diameter ved folding, men etterfølgende utviklingen resulterte i sømløs metallrør rundt kjernen som inneholder fluxen. Fluskjernede ledninger med forskjellig konfigurasjon er tilgjengelige, hvorav noen er vist i figur 5.1.
I utgangspunktet ble fluxkjernede ledninger produsert i 3, 2 mm diameter, men nå er disse tilgjengelige ned til 11 mm diameter.
Typiske fluxkjernede ledninger benyttes med CO 2 som skjermgass med fluss som inneholder slaggdannende bestanddeler og legeringselementer. I mange tilfeller inneholder ledningene også jernpulver, innsatte ledninger eller metallstrimler som er delvis ledende.
Tråddiameteren ligger normalt mellom 1-2 og 4 mm med fluss, som vanligvis danner 5-25 vekt% av den totale ledningen, hvilket resulterer i en avsetningseffektivitet på 85 til 95%.
Typer flux-Cored Wires:
De fleste fluxkjernede ledninger som er tilgjengelige for sveising av karbonstål, er av rutiltypen hvor Ti02 (titandioksid) er den viktigste slaggdannende bestanddel. Disse ledningene tillater relativt sprutfri sveising og produserer sveiser med glatt overflate og lett avtagbar slagg.
Flux-cored ledninger av den grunnleggende typen er imidlertid mer populære. Den slaggformende bestanddelene til disse ledningene er kalsiumfluorid, kalkstein, jordalkalimetallkarbonater og oksider. Brukes med lave strømmer, gir disse ledningene mer spatter, men med høyere strøm er metalloverføringen jevn med lite sprut. Med karbonstål gir de grunnleggende ledningene sveiser med bedre slagstyrke enn rutilelektroder. En ytterligere slående karakteristikk for sveisemetallet oppnådd ved bruk av grunnleggende fluxkjernede ledninger er dens ufølsomhet for spenningsavlastningsglødning. Etter annealing ved ca 600 ° C, finner det fryktede fallet i slagstyrke ikke sted.
Mens hydrogeninnholdet i sveisemetallet i basisbelagte elektroder, selv om de er fullt tørket før bruk, er 3 ml / 100 g sveisemetall, kan det være så lite som 1-2 ml / 100 g sveisemetall for fluss- kjerne ledninger.
Det er to hovedtyper av flux-kjerne elektrodledninger, for eksempel single-run og multi-run ledninger. Den førstnevnte gir ganske høyt mangan og silisiuminnhold i sveisemetallet enn det sistnevnte. De fluxkjerne trådene kan også være gassbeskyttede eller selvskjermede (ingen ekstern gassskjold), det vil si at den er skjermet av gass fremstilt ved dekomponering og fordampning av flusskjerne. I sistnevnte tilfelle skjermer den smeltede slaggen dråpen gjennom metalloverføringen.
CO 2 -skjermede og selvskjermede fluxkjerne ledninger har blitt brukt i økende grad hovedsakelig for sveising av stål over 12 mm tykk, for hvilket deres hovedattraksjon har vært evnen til å deponere metall kontinuerlig og meget raskt ved hjelp av halvautomatiske sveisesystemer. Det har vært en samtidig vekst i bruken av GMAW med argonrik gassblanding for sveisestål, hovedsakelig under 12 mm tykk. Den største fordelen med dette har vært kombinasjonen av høy sveisehastighet med god finish og minimum spatter og slagg.
Kodesystemet for å identifisere fluxkjernede ledninger følger samme mønster som for GMAW faste ledninger, men er spesifikt for rørformede elektroder.
Ta for eksempel E60T - 7
Her,
E - Indikerer en elektrode.
60 - Indikerer 60 000 psi (420 N / mm) som minimale sveiset strekkstyrke.
T - Indikerer rørformet, fabrikert eller flerkjernet elektrode.
7 - En figur mellom 1 til 8 som suffiks angir kjernen til det avsatte sveisemetallet, skjermingsgassen og brukbarhetsfaktoren.
Blant de mest populære spesifikasjonene er rutiltype (E70T - 1 & E70T - 2), selvskjermet type (E70T - 4), og den grunnleggende typen (E70T - 5).
I tillegg til karbonstål-baserte fluxkjerne ledninger, er det også utviklet sveisemetall med lav legeringstål, som gjør det mulig å produsere sveisemetall egnet for de fleste typer stål og til varierende tekniske krav. Fluxkjernede ledninger legert med nikkel, molybden og krom kan brukes til å sveise høyfasthet, finkornet konstruksjonsstål, som det tidligere var ønskelig å sveise med grunnbelagte elektroder og grunnfluss.
Flux-cored wire-teknologien har gjort at brukerne kan bytte fra solid wire CO 2 -prosess til flux-cored wire-prosess for ulike fordeler. Prosessen er mye raskere, enklere og økonomiskere enn undervannsbuesveising, med høyere produktivitet i visse applikasjoner, for eksempel i skipbygging, rørformede eller flerkjernede ledninger benyttes også til overflatebehandling og SAW-applikasjoner.
En kjernetråd hvor fluss er blitt erstattet av metallpulver, brukes med argonrik skjermgass for å sette sveisemetall i svært høye priser i stålplater fra 5 til 60 mm tykk. De har gode mekaniske egenskaper, er nesten fri for sprut, og har lite slagg. Røyken er også lav, og slaggfjerning mellom løp er ikke nødvendig.
MIG-sveising med kardetråd kombinerer de beste funksjonene til både inertgassskjerming og fluxkjerneteknologi. Den faste tråden er erstattet med en kjernetråd, hvor kjernen består av metallpulver og deoksider i stedet for de normale slaggdannende fluxene. Når denne ledningen er avsatt under en beskyttelsesgass bestående av argon med en liten prosentandel av CO 2- sveiser, er det praktisk talt identiske med MIG-sveiser, men med høyere avsetningshastigheter forbundet med fluxkjernede ledninger.
De kjerne trådene er vanligvis laget i 1, 6 mm diameter og er konstruert for allposisjonssveising med høyere prosentvis utvinning når de brukes med argonrik gass og gir praktisk talt ingen slagg. Den prosentvise gjenvinning som er definert som vektforholdet av metall avsatt til vekten av forbruksvarer som brukes multiplikert med 100, varierer fra en prosess til en annen som vist i tabell 5.3.
Forbruket # 3. Sveise Fluxes:
Flux er et viktig aspekt ved den nedsenket buesveiseprosessen, og den tjener følgende formål:
1. Den delen av flussen som smelter flyter som et flytende teppe over smeltet metall, beskytter det mot de skadelige virkningene av omgivende atmosfære og reduserer dermed oppsamlingen av oksygen og nitrogen.
En ide om effektiviteten av en flux for å beskytte sveisebassenget mot atmosfærisk forurensning kan oppnås fra nitrogeninnholdet i sveisemetallet. Ved sveising med bare elektroder er nitrogeninnholdet i sveisemetallet så høyt som 0-18%. Sterke belagte elektroder holder figuren nede til 0-026% mens det i SAW er maksimalt 0 005% nitrogen i sveiseposisjon.
2. Det virker som en god isolator og konsentrerer varme i en relativt liten sveisesone, og dermed forbedrer smeltingen av det smeltede metallet fra sveiselektroden og foreldrematerialet.
3. Det virker som et rengjøringsmiddel for sveisemetallet, absorberer urenheter og tilsetter legeringselementer som mangan og silisium.
4. På grunn av fluss er sveisemetallet ikke bare rent, men det er også mer tett og har derfor gode fysiske egenskaper.
5. Fluksytelsen forbedrer prosesseffektiviteten ved å redusere sprut- og brenntap, som er uunngåelig med en vanlig åpen bue.
Sammensetning og kjemisk klassifisering av SAW Fluxes:
Bestanddelene av flux er i utgangspunktet råmaterialer av geologisk opprinnelse som er basert på silika, silikater, kalkstein, leire, oksider, fluorider og andre mineraler. Mange bestanddeler i en flux forbedrer ikke egenskapene mye, men er hovedsakelig til stede som et residuum; I en grad kan de imidlertid påvirke dens fysiske og kjemiske oppførsel.
Generelt består en SAW-flux av kvarts (SiO 2 ), hausmanil (Mn 3 O 4 ), korund (Al 2 O 3 ), periklas (MgO), kalsitt (CaCO 3 ), fluoritt (CaF 2 ), kalkstein (CaO) zirkoniumoxid (ZrO2), kryolitt (Na3AlF6), dolomitt (CaMg (CO3) 2 ), ferrosilisium (FeSi2), magnesitt (MgCO3), rhodenitt (MnSiO3), rutil (Ti02), wellastonitt (CaSiO 3 ), zirkon (ZrSiO 4 ), samt oksider av barium, natrium, kalium og jern, dvs. BaO, Na20, K20 og FeO. Det kan bestå av alle disse elementene eller noen av dem i de ønskede proporsjonene. Hvert element induserer forskjellige egenskaper i sveisestrømmen, slik at manipulering av deres proporsjoner gir fluxens egnethet til å tilfredsstille kravene.
Avhengig av mengden av forskjellige bestanddeler kan en fluss være sur, basisk eller nøytral.
Disse karakteristikkene bestemmes av flaskens BASICITY INDEX (BI) som er definert som forholdet mellom basiske oksider og sure oksider, det vil si:
En flux betraktes som sur, hvis BI <1, nøytral for BI mellom 1-0 og 1-5, grunnleggende for BI mellom 1, 5 og 2, 5, og svært grunnleggende for BI over 2, 5.
Noen av flusene klassifisert på grunnlag av ovenstående overveielser er gitt i Tabell 5.4:
Roller av flytende ingredienser:
1. Silika (Si02):
Det er et surt oksid som danner den øverste gradienten for alle SAW-flusser. Den gir den nødvendige viskositeten og den nåværende bæreevne til flussen i smeltet tilstand. Jo høyere SiO 2- innholdet øker viskositeten og strømens bæreevne. Det forbedrer slaggavtakbarheten med følgelig god sveisestråleutseende uten undertrykk selv ved 1000A. SiO 2 fører imidlertid til tap av deoksideringsmidler og forårsaker diffusjon av silisium i sveisemetallet, noe som resulterer i dårligere mekaniske egenskaper spesielt slagstyrken.
Si02 i flux varierer fra 25 til 55 vekt%. Men flusene som inneholder Si02 mer enn 40%, viser rask oksidasjon av legeringselementer og økte mengder ikke-metallisk inklusjon i sveisemetallet, noe som resulterer i redusert sveisemetallsughhet.
SiO 2 reduserer bredden til gjennomtrengningsforholdet mellom sveisestrengen. Det reduserer også bue stabiliteten.
2. Manganoksyd (MnO):
Det fører til legering av mangan til sveisemetallet, og det forbedrer sine sub-null egenskaper.
MnO favoriserer høyere sveiseshastigheter og dypere penetrasjon. Det reduserer følsomheten for rustporøsitet, men det senker også dagens bæreevne og viskositet. MnO forbedrer imidlertid lysbue stabiliteten.
3. Rutil (Ti02):
Det er kjemisk nøytralt oksid. Det gir metallurgisk fordel ved dannelsen av acicular ferrit på grunn av kornraffinering. Det forbedrer bue stabilitet og slagegenskaper.
4. Aluminiumoksid (Al203):
Det forbedrer også støtegenskapene til sveisemetallet som skyldes (o kornraffinering og [løgdannelse av acikulær ferritt. Den reduserer imidlertid bue stabilitet og viskositet og gir medium penetrasjon.
5. Zirconia (ZrO 2 ):
Det fjerner de skadelige elementene som oksygen, nitrogen, svovel og fosfor. Imidlertid virker den hovedsakelig som et kornraffineringselement og fremmer dannelse av acicular ferrit.
6. Bor, Vanadium og Niobium:
Disse elementene er ansvarlige for kornforbedring i sveisemetall, men når de er overfylte, fører det til nedbørsherding.
7. Kalkstein (CaO):
Det er en av hovedkomponentene i fluxen når det gjelder lysbue stabilitet og fluiditet. CaO er et veldig stabilt oksid, grunnleggende i naturen. Det reduserer viskositeten og gjør flussen svært følsom for fuktighet. Denne hygroskopiske karakteren fører til porøsitet i sveisestreng.
CaO fjerner svovel og fosfor og øker slagfastheten til sveisemetallet. Det gir imidlertid svært grunne inntrengning og øker tendensen til å underbanne.
8. Kalsiumfluorid (CaF 2 ):
Det øker fluiditeten av smeltet metall og fører til sprøyteoverføring. Det hjelper til med å fjerne oppløst hydrogen fra smeltet metallstål ved å danne hydrogenfluorid for hvilket stål ikke har noen affinitet.
9. Kalsiumkarbonat (CaCO3):
Det reduserer viskositeten og gjør flommen mer grunnleggende. Det unngår absorpsjon av fuktighet.
10. Deoksidisatorer (Al, Mn, Ti, Si):
Disse elementene i flux bidrar til å fjerne oksygen fra sveisemetallet på grunn av deres høyere oksiditetsaffinitet enn for andre elementer for det. Bortsett fra det Al, Ti og Mn forbedres også mekaniske egenskaper av sveisemetall gjennom kornraffinering.
11. Natriumoksid (Na20) og kaliumoksyd (K20):
Disse er lav ioniseringspotensielle elementer og er mest ustabile bestanddeler i en flux. De fordamper og diffunderer inn i buenhulen som gir dårlige ioniseringspotensielle damper i bueområdet, og forbedrer dermed bue stabiliteten.
Hovedmålene med de forskjellige bestanddelene i en fluxbue for å oppnå lysbue stabilitet, ønsket fluiditet av smeltet fluss og lett avtagbarhet av den størkne slagg etter sveising.
Når det gjelder bue stabilitet, reduserer CaF 2 det, selv om tilsetningen er viktig for å kontrollere porøsiteten. Det er derfor viktig å finne en balanse mellom disse motstridende kravene. Elementene som forbedrer lysbue stabiliteten inkluderer kalium, natrium og kalsium. Gjennom sin effekt på lysbue stabilitet, bærer sammensetningen av en flux direkte på utformingen av sveisestrengen.
En overdreven mengde CaF 2 eller SiO 2 i flussen vil svekke bue stabiliteten og dermed den rette formingen av sveisen. Den resulterende sveisen vil være smal, med overdreven penetrasjon fordi lysbuen blir kort og mindre manøvrerbar. På den annen side gjør tilstedeværelsen av noen inngradienter som CaO, Na2O, K2O buen lang og bøyelig, og den resulterende sveisen er bred og med normal penetrasjon.
Overdreven mengder CaF 2 og SiO 2 er uønskede også fordi de gir opphav til giftige fluorider, karbonmonoksid (CO) og nitrogenpentaoksid, slik at konstant kontroll må holdes på innholdet i sveisebutikens atmosfære.
Fluiditeten av en fluss når den smeltes, er også en faktor som påvirker formen av en sveise. En fluss hvis fluiditet i smeltet tilstand varierer meget med temperaturen kalles kort fluss, og en fluss hvis fluiditet forblir mer eller mindre konstant, kalles lang fluss, som vist i figur 5.2. Long fluxes produserer grove ripples på sveis og korte flusser, fine krusninger.
Hvis en fluss har lav fluiditet, er størkningstemperaturen til sveisemetallet, vil sveisens overflate være grov, med en rekke rygger og huler. Slaggen klemmer seg lett til en slik overflate og er svært vanskelig å fjerne.
Overdreven mengder SiO 2, MnO og FeO gjør også slaggen vanskelig å løsne og derved svekke sveiseproblemet, spesielt ved multi-pass sveising.
Også flussene skal ikke danne for mye støv, for det kan forårsake silisose (en lungesykdom forårsaket av støv som inneholder silika). Som en forholdsregel må all flusshåndtering være mekanisert.
Fysisk klassifisering av SAW Fluxes:
Flukser for nedsenket buesveising blir granulert til en kontrollert størrelse og kan være en av de to hovedtyper, nemlig:
(i) smeltede flusser.
(ii) agglomererte flukser.
(i) sammensmeltede flukser:
De mest brukte fluxene er smeltede flusser. De er produsert av mineraler som sand (SiO 2 ), manganmalm (MnSiO 3 ), dolomitt (CaMg (CO 3 ) 2 ) par, kritt (CaCO 3 ) osv. Som navnet tilsier, fremstilles en smeltet fluss ved å smelte in-gradients top 'en ovn og kornet etter behov Det er fri for fuktighet og er ikke hygroskopisk.
Årsaken til at smelte ingrediensene er at knusing og mekanisk blanding av inngradienterne ikke gir en homogen masse. Kornene til de forskjellige mineralene varierer i tetthet og skiller seg fra hverandre i håndtering. Denne separasjonen endrer uunngåelig sammensetningen av blandingen, og strømmen mislykkes i å betjene den tilsiktede funksjon.
Lavkullstål er oftest sveiset med smeltede flusser.
Noen av de velkjente smeltede flusene er tilgjengelige i to kornstørrelser. Den grovere størrelsen er beregnet for automatiske lysbuesveiser, og den fineste størrelsen, for halvautomatiske bærbare SAW-maskiner. I den tidligere er kornstørrelsen 3-0 til 0-355 mm, og i den sistnevnte 1-6 til 0-25 mm. I utseendet er kornene gjennomsiktige partikler fra gul til rødbrun i farge. Den nominelle sammensetningen av en av disse fluxene er,
En annen smeltet flux tilgjengelig er også svært lite forskjellig fra den ovenfor. Begge er fremstilt av sand som inneholder minst 97% silika, manganmalm med minst 50% mangan og ikke over 0-2% fosfor; fluorspar som bærer 75% CaF2 og ikke over 0, 2% svovel; kaustisk magnesitt med minst 87% magnesiumoksyd; og karbonbærende materialer for å deoxidisere flussen som den er fusjonert, for eksempel kull, antrasitt, koks, sågstøv etc.
(ii) agglomererte flukser:
Som også omfatter keramiske fluss, fremstilles ved å blande inngradienter sammen og binde kornene med vannglass (natriumsilikat). Disse flussene inneholder ferrolegeringer (ferro-mangan, ferrosilisium og ferro-titan) og gir et høyt innhold av silisium og mangan og andre legeringselementer i sveisemetallet.
En slik flux hvorfra alle andre klassifiseringer kan oppnås ved å innføre legeringsaddisjoner, har følgende sammensetning etter vekt:
Med denne sammensetningen kan man oppnå et høylegerings sveisemetall med lavkarbonelektrodtråd.
Ulempen med keramiske dukser er at de lett absorberer fuktighet og deres korn har dårlig mekanisk styrke, fordi fluxen ikke kan brukes flere ganger.
Keramisk fluss bør lagres i hermetisk lukkede beholdere og hevdes før bruk. For å unngå støvdannelse, bør de aldri lagres eller transporteres i myke gunny poser.
Faktorene som styrer effektiviteten av en flux for å oppnå de ønskede funksjonene er dybden og bredden av flussengen og også størrelsen og formen av flusskorn. Vanligvis bør flussengen være minst 40 mm dyp og 30-40 mm bredere enn skjøten. En utilstrekkelig dybde eller bredde av flussengen vil utsette sonen for luft, med det resultat at det smeltede metallet vil samle opp nitrogen og svekkemetallet av sveisemetallet vil bli redusert. Dette gjelder også for grovkornede flusser. Av samme grunn er glassflasker bedre enn pimpsteinlignende.
I skjermet metallbuesveising med tungbelagte elektroder legeres sveisemetallet med ferrolegeringene som er inkludert i belegget. På grunn av dette kan et høylegerings sveisemetall oppnås selv med vanlig elektrode med lavt karbon. De mest brukte smeltede flussene inneholder imidlertid ikke ferrolegeringer, og de eneste legeringselementene er silisium og mangan.
Mengden Si og Mn plukket opp av sveisemetallet avhenger av sveisevilkårene, analysen av strømmen samt elektrodens og det anvendte foreldremetall. De vanlige tallene er 0-1 til 0-3% silisium og 0-1 til 0-4% mangan.
Den omtrentlige andelen av dør forskjellige hovedbestanddeler av flusser produsert av en stor produsent i Storbritannia og deres virkninger på sveisemetallsammensetning for en gitt fylltråd er oppført i tabell 5.5.
Spesifikasjon for SAW Fluxes:
I henhold til AWS-kodningssystemet er SAW-flukser spesifisert i henhold til de mekaniske egenskapene til sveisemetall for en bestemt elektrodetråd.
Strømmen er identifisert ved et spesifikasjonsspesifikasjonssystem som bruker prefikstasjonsbokstaven F til å betegne fluss. Det neste sifferet indikerer minimal strekkfasthet, i 10 000 psi (70 N / mm 2 ), av sveisemetallet. Det neste tallet eller bokstavskoden indikerer den laveste temperaturen ved hvilken sveisemetallets slagstyrke vil være lik eller overstige 27 J (20 ft-Ib).
Denne koden er som følger:
Dette kodesifferet etterfølges av et dash og deretter bokstaven E for å betegne en elektrode. Det følges av et brev som indikerer nivået av mangan som er L for lavt (0-30-0-60%), M for medium (0-85 -1-40%) og H for høyt (1-75 - 2-25%) mangan. Dette blir etterfulgt av et tall som er gjennomsnittlig mengde karbon i poeng eller hundre prosent av prosent.
For eksempel vil F74-EM12 indikere en SAW-flux med følgende egenskaper:
F - flux
7 - sveisemetall med en minste strekkfasthet på 70.000 psi (500 N / mm 2 )
4 - sveis med en slagstyrke på 27 J ved -40 ° C
E - med påfyllingstråd som elektrode
M-sveismetall mangan av middels nivå, dvs. 0-85 til 1-40%
12 - sveisemetallkarboninnhold på 0-12%.
Elektroslagssveising (ESW) -flussene ligner SAW-fluss, men er oftere av smeltet type. 'Dieflux må forbli helt i smeltet tilstand for å lede elektrisitet for å få ESW-prosessen til å fungere. Den smeltede fluss gir den nødvendige motstanden mot strømmen for å holde den ved ønsket temperatur.
Fluksen gir også elementer for å rense og deoxidisere sveisemetallet og beskytte det mot de skadelige virkningene av atmosfærisk nitrogen og oksygen. Flussen i smeltet tilstand må ha lavere tetthet enn stål for å holde det flytende over smeltet metall.
Forbruket # 4. Skjermgasser:
De store beskyttelsesgassene som brukes til gasswolframbuesveising, gassbuesveising og plasmabuesveiseprosesser er argon, helium og karbondioksid. Bortsett fra disse nitrogenene benyttes også oksygen, hydrogen og deres blandinger med de tre første gassene for å oppnå de ønskede perlekonfigurasjon og sveisemetallegenskaper.
Disse beskyttelsesgassene kan være klassifisert i to grupper, nemlig:
en. Inerte gasser som (i) argon og (ii) helium,
b. Gasser som oppløses og reagerer med metallet, for eksempel, CO 2, O 2, H 2 og N 2 .
argon:
Det er en ikke-brennbar, ikke-eksplosiv gass oppnådd fra luft ved dyp nedkjøling og fraksjonering, hvor den er tilstede i omfang av 9, 3 x 10 ° C. Det er ca. 23% tyngre enn luft.
Vanligvis blir argon markedsført i tre karakterer, sier A, B og C som inneholder henholdsvis 0-01, 0-04, 0-1% av urenheter. Kommersiell argon inneholder 16-7% urenheter. For høy klasse sveisearbeid er renheten av argon som kreves, ca. 99-995%.
Argon er giftfri, men kan forårsake asfeksjon i lukkede rom ved å erstatte luften.
Argon lagres og sendes i standard stålflasker i gassform. Sylindere for ren argon er malt svart på bunnen og hvitt på toppen, der ordene "Pure Argon" er stenciled. I en sylinder holdes gassen under et trykk på 150 atmosfæren (15 N / mm 2 ca.) - når den fylles fullt.
En standard 40 liters sylinder inneholder 6 kubikkmeter (6000 liter) argon. Fra en sylinder-argon tilføres sveisepunktet gjennom en trykkregulator festet til ventilen i sylinderens hals. Trykkregulatoren bringer trykket til gassen ned til figuren som kreves for sveising (som vanligvis er under 0-5 atmosfære) og holder også arbeidstrykket konstant, uavhengig av trykket i sylinderen. Trykkregulatorene for argon-sylindere er malt svart.
Flowhastigheten for argon måles med en strømningsmåler som kalles rotomåler som er festet til regulatoren.
Spesifikke bruksområder for forskjellige grader av argon for sveising er oppført nedenfor:
Klasse A:
Grade A (99-99% ren eller mer) argon brukes til sveising av aktive og sjeldne metaller og også for sveising av komponenter laget av andre materialer, i sluttstadiet av fabrikasjon.
Klasse B:
Grade B (99-96% Pure) argon brukes til sveising av aluminium og magnesium base legeringer.
Grad C:
Grad C (99-9% ren) argon brukes til sveising av rustfritt stål og andre legeringer av høy legering.
helium:
Helium er en sjelden gass. Det er tilstede i atmosfæren i utstrekningen av bare 0-52 x 10 -3 %. I tillegg er helium tilstede opptil 10% i naturgass. Det kommer også fra nedbryting av visse radioaktive elementer og finnes i enkelte uranmineraler.
På grunn av høye kostnader er helium relativt mindre brukt inertgass.
Det er en lett gass som veier bare 1 / 7th av luften. Dette kompliserer sveisebassengets beskyttelse og resulterer i økt gassforbruk.
Helium selges i to karakterer. Grade I er 99-6-99-7% ren og Grade II 98-5-99-5% ren. Den lagres og sendes i gassform i standardbeholdere under et trykk på 15 MPa (150 atomer.). Kommersiell Helium I er lagret i sylindre som er malt i brun og har ingen innskrift. Kommersiell Helium II holdes i sylindre som er malt brun og bærer ordet "Helium" stenciled med hvit maling.
Helium har det høyeste ioniseringspotensialet til noen av skjermgassene, og derfor kan en sveisebue opereres med mye høyere potensial enn argon. Således gir bue med heliumskjerming en større mengde varme. På grunn av sin lette vekt har helium en tendens til å flyte bort fra buen og dermed produsere et ineffektivt skjerm med mindre høyere strømningshastigheter opprettholdes.
Imidlertid er den lette vekten nyttig for overhead sveising. På grunn av større strømningshastighet som kreves for helium, kan høyere sveishastigheter oppnås. Det er mulig å sveise ca. 35 til 40% raskere med helium enn ved bruk av argon som skjermgass. Det brukes ofte i gasswolframbuesveising, gassbuesveising og automatiske MIG-sveiseprosesser.
Karbondioksid:
Det er en fargeløs gass med en litt merkbar lukt. Når det er oppløst i vann, gir det en sur smak. Det er ca 1, 5 limes tyngre enn luft.
Industrielt fremstilles CO 2 ved kalsinering av koks eller antrasitt i spesialdesignede kjelebrennere, og ved å fange den fra naturlige kilder. Det er også oppnådd som biprodukt av fremstilling av ammoniakk og gjæring av alkohol
Under trykk blir CO 2 en væske, og dette ved tilstrekkelig avkjøling stivner til en snølignende substans (kalt tøris) fordampning ved -57 ° C.
Tørisen og gassformig CO 2 som anvendes kommersielt, er oppnådd fra flytende CO 2 som er en fargeløs væske. Når det blir tillatt å fordampe ved 0 ° C og normalt trykk (760 mm Hg), produserer 1 kg CO 2 509 liter gassformig CO 2 .
Flytende CO 2 leveres i stålflasker hvor den opptar 60 til 80% av den totale plassen. En standard 40 liters sylinder inneholder 25 kg væske som produserer ca 15 cu.m. av gass på fordampning. Trykket av gassen i sylinderen avhenger av temperaturen som går ned da mer gass tappes fra sylinderen.
CO 2 brukt til sveisepåvirkning kan være av to karakterer. Klasse I må inneholde minst 99-5% (volum) ren CO 2 og ikke over 0-178 g / m 3 fuktighet. Tilsvarende tall for klasse II er 99-0% og 0-515 g / m 3 .
Gjennomtrengningsegenskapene til CO 2 ligner penetreringskarakteristikaene til helium på grunn av likheter av gassvektene. CO 2 som brukes til sveising må være fri for all fuktighet fordi fuktighet frigjør hydrogen som gir porøsitet i sveisemetallet. Fordi CO 2 har større elektrisk motstand, må gjeldende innstilling være 20 til 30% høyere enn de som brukes med argon og helium.
CO 2 anses å være inert ved normal temperatur og trykk. Ved forhøyede temperaturer dissocieres det imidlertid i omfanget 20 til 30% i CO og O. CO er giftig og har en sikker konsentrasjon på bare 175 ppm (deler per million) sammenlignet med 5000 ppm for CO 2 . Dette krever et effektivt eksosanlegg for å beskytte mot de dårlige effektene av CO.
Den negative egenskapen ved dannelsen av oksygen er at den kan redusere metallets nominelle styrke. En annen stor ulempe ved bruk av CO 2 er dens ekstreme motstand mot strømmen. På grunn av denne motstanden er lysbuen følsom. Når lysbue lengden er for lang, vil den slukke lettere enn når en inert gass, som argon eller helium, brukes.
Defekte sveiser blir oftest produsert ved bruk av CO 2 fra topp eller bunn av en sylinder. Dette skyldes at gassen øverst bærer de fleste urenheter (nitrogen, oksygen og fuktighet) mens vannet der det kan være. 150-200 gm / sylinder samler seg under flytende CO 2 på bunnen. Endre væsken CO 2 har blitt fullt brukt opp, gassen som kommer ut av sylinderen vil inneholde for mye fuktighet.
For å unngå feil på grunn av urenheter i CO 2, vil det være en god plan å la det nyoppleverte CO 2 løsne seg i 15, 20 minutter, og slippe den øverste delen av innholdet i atmosfæren. Det er også en god praksis å snu en sylinder opp og ned og la den ligge i denne stillingen i ca. 15 minutter. Etter denne perioden, åpne ventilen forsiktig, alt vannet i sylinderen vil strømme ut.
Når CO 2 tappes med en hastighet på over 1000 lit / time (ved kontinuerlig sveiseoperasjon), anbefales det at operatøren bruker minst to sylindere koblet parallelt.
Hvor store mengder CO 2 er involvert, kan det sendes i tankskip og helles i fordampere. CO 2 kan også sendes som tøris og fordampes i brukernes lokaler. Store fordeler ved å bruke fast CO 2 for sveising er gassens høy renhet og bedre transportabilitet. Briketter av solid CO 2, som levert av en leverandør, blir vendt til gass i spesielle fartøy oppvarmet enten med strøm eller varmt vann.
Andre gasser:
Vanligvis brukes Ar, He og CO 2 enkeltvis eller i blandinger som skjermgasser for sveising. Imidlertid blir ganske ofte andre gasser som O 2, H 2 og N 2 tilsatt til disse gassene for å oppnå bestemte ønskede former og karakteristikker av sveisavsetninger.
Oksygen er fargeløs, luktfri og smakløs, aktiv gass som kombinerer med mange elementer for å danne oksider. I stål kan det kombineres med karbon for å danne CO som kan bli innfanget i det solidiserende sveisemetallet og resultere i porene eller hulrommene. Denne feilen blir vanligvis overvunnet ved tilsetning av deoksydisatorer som Mn og Si.
Hydrogen er den letteste gassen til stede i atmosfæren i utstrekningen av 0-01%. Hydrogen kan imidlertid også være tilstede i buen atmosfæren fra fuktighet eller hydrokarboner som er tilstede på grunnmetallet eller fylletråden. Den oppløses i smeltet stål, men løseligheten i stål ved romtemperatur er svært lav. Dermed brenner hydrogenet som kommer bort til korngrensene og kan føre til sprekker. Det forårsaker også under-krakelering i HAZ.
Kväve er i masse i atmosfæren. Det er fargeløst, luktfritt, ikke-toksisk, og nesten en inert gass. Det er løselig i smeltet stål, men dets løselighet i stål ved romtemperatur er svært lav. Dermed kan det også forårsake porer og hulrom. I svært små mengder kan nitrater, hvis de er dannet, øke styrken og hardheten til stål, men redusere dens fleksibilitet som kan føre til sprekker. Nitrogen brukes noen ganger for sveising av kobber fordi det gir en høy varmebue. På grunn av den lave prisen, sammenlignet med argon, brukes den ofte til rensing av rør og rørsystem av rustfritt stål.
Gassblandinger:
Gassblandinger som vanligvis anvendes i lysbueveisprosesser inkluderer Ar-He, Ar-CO2, Ar-O2, Ar-H2, Ar-CO2-02 og lignende.
Forholdet mellom argon og Ar-He-blandinger kan variere fra 25 til 95% Ar. For sveising av aluminium er imidlertid en kombinasjon som ofte brukes en blanding av Ar-75% He eller Ar-80% He. Argon som beskyttelsesgass bidrar til å fjerne oksyder, og det utviser også en viss porøsitetskontroll over sveiseposisjonen. Helium bidrar til å gi en god perlekonfigurasjon. De fleste jernholdige og ikke-jernholdige metaller kan sveises med enten helium eller argon eller deres blandinger. Helium er spesielt nyttig for sveising tyngre deler av aluminium, magnesium og kobber samt for overhead sveising.
En blanding av CO 2 -75% Ar eller CO, -SO 2 % Ar er ganske populær for sveising av strukturelle og lavlegerte stål. Argon forbedrer metalloverføringsegenskapene, og CO 2 hjelper til med å forbedre prosessens beadform og økonomi. Disse blandingene brukes imidlertid på tynnere seksjoner av stål når perlerutseendet er viktig. Disse er også funnet nyttige for utvendig sveising på ekstremt tynt plater.
Oksygen blir noen ganger tilsatt argon med sikte på å forbedre perleformen ved sveising av lavkarbonstål. Liten mengde oksygen tilsatt til argon gir signifikante endringer. For eksempel øker den dype penetreringsfingeren i midten av perlen; det forbedrer også perlekonturen og eliminerer underkanten på sveisens kant.
Oksygen blir normalt tilsatt i mengder på 1%, 2% eller 5%. Maksimal mengde oksygen anvendt for Ar-O2-blandinger er 5%. Høyere mengder, hvis tilsatt, kan føre til porøsitet i sveisemetallet. Hovedmålet med å tilsette oksygen til argon er å danne termisk jernoksid på overflaten av stålelektroden som forbedrer dens emissivitet og gjør katodepotten bredere og stabil hvis elektroden blir negativ.
Hydrogen blir noen ganger tilsatt argon, men mengden er begrenset til maksimalt 5%. Vanligvis brukes blandingene Ar-2% II eller Ar-4% H2. Tilsetning av hydrogen forårsaker økning i bue spenning som fører til høyere varme i buen. Ar-H 2- blandingen bør ikke brukes til lavkarbon- eller lavlegeringsstål, da det kan føre til hydrogenkreft, ofte omtalt som brennstoff. Den brukes hovedsakelig til sveising av nikkel eller Ni-legeringer. Sterke seksjoner av rustfritt stål er også sveiset med denne blandingen.
Blanding av CO 2 - O 2 eller Ar - CO 2 - O 2 brukes også noen ganger for sveising av milde stål. Dette forbedrer modusen for metalloverføring og perleform. Tilsetning av oksygen resulterer i varmere kjøring av buen og unngår dermed mangel på fusjon.
Bruk av klor, i små mengder, som skjermgass for aluminium, forbedrer lysbue stabiliteten. Også nitrogenoksyd som et svært lite tillegg (<0-03%) til skjermgassen, for sveising av aluminium, bidrar til å redusere ozoninnholdet i sveisesonen.
Generelt kan sammensetningen av skjermgassen for gassskjermet sveisesveising av forskjellige metaller og deres legeringer være basert på retningslinjene gitt i tabell 5.6. Perlerformer oppnådd med forskjellige skjermgasser er vist i figur 5.3.
