Sudare cu arc scufundat
Sudarea cu arc submersibil ( SAW - S ubmerged A rc W elding in AWS terminology) este un proces continuu de sudare cu arc de sârmă sub protecție a zgurii. Morfologia generală a zonei de sudură (adică faptul că arcul trage sub zgură) permite să genereze o cantitate mare de căldură care, fiind protejată de zgură, care este un conductor termic rău, rămâne localizată în piscina de sudură. Prin urmare, sudarea cu arc submersibil permite operarea cu viteze mari de sudare și depunere. Sudarea cu arc submersat este un proces care poate fi realizat complet automat și poate efectua atât suduri longitudinale în poziție plană, cât și suduri circumferențiale pe poziționatoare.
Codificare
Procedura este codificată după cum urmează:
SAW (conform standardului AWS)
121 (conform ISO EN 4063)
Linii generale ale procedurii
În sudarea cu arc scufundat, electrodul este un fir continuu, care funcționează scufundat într-un pat de flux , care este din material solid, granular, care se topește parțial și lasă o zgură de protecție pe cusătura de sudură. Sârma este alimentată cu o viteză constantă, iar arcul este întotdeauna deplasat înainte cu o viteză constantă. Deci, o mașină de sudat cu arc scufundat constă din:
- generator de electricitate
- alimentator de sârmă (înfășurat pe tambur ) la viteză constantă, montat pe un cărucior care se deplasează de-a lungul liniei de sudare
- buncăr care conține fluxul, care îl lasă să cadă în fața firului
- posibil dispozitiv de recuperare a fluxului netopit (care se deplasează în spatele capului de sudură)
Denumirea arcului scufundat provine din faptul că arcul, originar sub patul de curgere, nu este vizibil din exterior. Acest proces, având în vedere caracteristicile sale, este ușor de automatizat și, într-adevăr, a fost dezvoltat și răspândit precis pentru a avea un sistem automat de sudare cu penetrare puternică.
Deoarece, pe măsură ce sudarea se desfășoară, zgura (inițial lichidă) se solidifică deasupra cordonului de sudură, continuând să o protejeze de contactul cu atmosfera, la sfârșitul fiecărei treceri de sudură este necesar să o îndepărtați pentru a efectua următoarea trecere. .
Prezența unui flux granular necesar pentru protejarea bazinului de sudură limitează pozițiile în care sudarea cu arc submersibil poate fi utilizată, practic doar în poziția plană. În special, deși nu există dificultăți în realizarea îmbinărilor longitudinale (adică de-a lungul generatoarei unui cilindru), îmbinările circumferențiale pot fi realizate cu această tehnologie numai împreună cu mașinile de poziționare care funcționează conectate la mașina de sudat în așa fel încât îmbinarea segmentul care este sudat în acel moment se află într-o poziție plană.
Utilizarea sudării cu arc scufundat
Costul mașinilor pentru acest tip de sudură este considerabil, prin urmare utilizarea acestei tehnologii trebuie evaluată, atât din punct de vedere economic, cât și din punct de vedere tehnic, în special având în vedere dacă creșterea productivității obținută permite pentru a amortiza costul utilajului într-un timp rezonabil.
Pornind de la aceste premise și luând în considerare caracteristicile consumului de energie ridicat strict legat de această tehnologie, cea mai răspândită utilizare a acestei tehnici este în construcția de vase foarte groase ( centrale termice ). Reproductibilitatea ridicată a condițiilor de funcționare a acestui tip de sudură face ca arcul scufundat să fie foarte potrivit pentru producția în masă, dat fiind că, odată definiți parametrii de funcționare și compoziția debitelor, practic nu există evenimente externe care să perturbe operațiuni.
Având în vedere puterea de căldură puternică și grosimile ridicate, sudarea cu arc scufundat este utilizată practic numai pentru oțelurile C , chiar dacă nu există contraindicații teoretice pentru utilizarea cu oțeluri inoxidabile austenitice sau aliaje neferoase.
Firul
Sârmele de sudare cu arc submersibil sunt furnizate în general sub formă de sârmă solidă sau bandă, sârme goale care conțin elementele de aliere pot fi utilizate pentru sudarea oțelurilor foarte aliate. În cazul în care prezența Cu nu cauzează deteriorarea materialului care trebuie sudat, este preferabil să se utilizeze fire de cupru externe, ca protecție împotriva frecării elementelor de alimentare și pentru a crește conductivitatea electrică a firului; dacă nu este posibilă placarea cu cupru , firele sunt în general placate cu nichel. Dimensiunile firului variază în mod normal între 1,2 și 6,4 mm (1/16 până la 1/4 in ) în diametru. Cu fire cu diametru mai mare, curentul de arc poate ajunge la 1600 A.
În general, firul este furnizat pe role care cântăresc între 10 și 500 kg.
Sudarea cu arc scufundat poate avea loc, de asemenea, prin imersie în azot lichid prin intermediul butoaielor de tablă în plumb nichelat tăiat sub presiune.
Fluxurile
Funcțiile fluxului sunt cele ale
- favorizează stabilitatea arcului
- protejați piscina de sudură de atmosferă
- dezoxidează și purifică piscina de sudură
- modificați compoziția materialului cordonului de sudură
Principalele componente ale fluxului sunt MnO-SiO 2 sau CaO-SiO 2, pe baza respectivelor diagrame de stat domeniile de topire și structurile care se formeaza in zgura sunt determinate. În general compușii prezenți în flux sunt:
- compuși ai Mn și Si cu funcții de dezoxidare
- silicați de Na sau K , cu funcții de aglomerare și ionizare pentru a îmbunătăți stabilitatea arcului
- Ti dioxid (rutil) pentru a crește tensiunea superficială și viscozitatea băii
- compuși de Ca și Mg care reacționează cu S și P pentru a purifica baia, acești compuși conferă fluxului un comportament de bază
- CaF 2 care funcționează ca un flux, cu toate acestea funcția sa anti-ionizantă face ca arcul să fie mai puțin stabil, deci trebuie utilizat împreună cu cantități mari de săruri K
- pot fi prezente feroaliaje cu funcții metalurgice
În ceea ce privește comportamentul electric, fluxul solid trebuie să fie întotdeauna izolator, altfel ar exista dispersii puternice ale puterii electrice în zonele care nu sunt implicate în sudare, în schimb fluxul topit poate fi, de asemenea, foarte conductiv (un flux cu conductivitate electrică foarte mare duce la sudarea de la arc scufundat la condiții de funcționare similare cu cele ale sudării cu electroslider ). În general, se lucrează cu fluxuri care conțin cantități considerabile de silicat de calciu , ceea ce permite chiar și o trecere limitată a curentului prin zgura topită.
Acțiunea de protecție este în esență efectuată de fluxul în faza lichidă (nu în faza gazoasă ca și în utilizarea electrozilor acoperiți ), aceasta datorită în principal faptului că cantitatea de debit prezentă, în raport cu metalul firului , este mult mai mare decât cantitatea de acoperire în comparație cu metalul electrodului.
Operațional, fluxul necesită mai multe caracteristici:
- au vâscozitate puternică la temperatură ridicată pentru a acoperi piscina de sudură
- formează o zgură suficient de fragilă pentru a permite îndepărtarea acesteia după ce a fost efectuată trecerea de sudare
- temperatura de topire și densitatea fluxului topit trebuie să fie ambele mai mici decât cele ale metalului sudat (se recomandă o valoare de aproximativ 1300 ° C pentru temperatura de topire)
- au o dimensiune adecvată a particulelor, procentul particulelor mici de flux trebuie să aibă tendința de a crește cu curenți mari de arc.
Fluxurile pot fi clasificate în funcție de (clasificarea europeană):
- sistem de fabricație
- aglomerate
- prefusi
- activitatea metalurgică
- MS (silicat de mangan) - siliciu și mangan
- CS (silicat de calciu) - siliciu și calciu
- AR (aluminat rutil) - aluminiu și rutil
- AB (aluminat bazic) - aluminat, calciu și magneziu
- FB (Fluorures Basic) - Fluor, calciu și magneziu
AWS (clasificarea SUA), pe de altă parte, clasifică fluxurile în principal pe baza caracteristicilor mecanice ale depozitului.
Fluxurile pre-topite sunt obținute prin topirea materiilor prime topite într-un cuptor electric și ulterior răcite sub jet de apă. Aspectul curentului topit este sticlos. Avantajele sunt o omogenitate chimică bună, higroscopicitate redusă, reciclare ușoară, reacții metalurgice repetabile. Nu este întotdeauna posibilă realizarea debitelor pentru temperaturile ridicate necesare topirii (peste 1500 ° C).
Fluxurile aglomerate se obțin prin amestecarea materiilor prime amestecate uscate. Ulterior aceste amestecuri se formează în bile în prezența silicatului de sodiu sau potasiu și a unui lichid. În cele din urmă, fluxul este uscat într-un cuptor (la temperaturi sub cele necesare topirii) și măcinat. Comparativ cu fluxurile topite, este mai ușor să adăugați fluxuri și elemente de aliere. Pe de altă parte, fluxurile aglomerate sunt semnificativ mai higroscopice decât fluxurile topite și există posibilitatea ca acestea să schimbe compoziția prin segregarea componentelor.
Defecte tipice ale sudării cu arc scufundat
Sudarea cu arc scufundat, fiind un proces automat, poate produce suduri de o calitate medie mai mare decât cea a sudurilor realizate manual, cu toate acestea nu se poate spune că aceste suduri sunt total lipsite de defecte, chiar și numai pentru aportul ridicat de căldură. .
Având în vedere prezența fluxului și necesitatea îndepărtării crustei de zgură suprapuse pasurilor de sudare, este posibil să existe incluziuni de zgură , în special la rădăcina sudurii și în vecinătatea canelurii .
Alte posibile defecte ale acestei tehnologii sunt porozitățile , în general datorate poluării bazinului de sudură de materiale străine (de exemplu grăsime sau vopsea) sau umidității fluxului (în special dacă este aglomerat). Lipsurile de fuziune sunt, de asemenea, posibile, în cazul în care arcul devine instabil din orice motiv sau că intrarea specifică a căldurii este insuficientă.
În cele din urmă, printre defectele metalurgice, este ușor de găsit fisuri fierbinți , datorită unei băi topite având o adâncime excesivă față de lățime, în special în prezența impurităților precum S și P. În acest proces este, de asemenea, posibil să întâlnițifisuri reci , în acest caz din cauza dezumidificării inadecvate a fluxului (prezența H ), precum și a parametrilor de sudare inadecvate.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre sudarea cu arc scufundat
linkuri externe
- Institutul italian de sudare , pe iis.it.
- UNI , pe uni.com .