Elektrisch booglassen: betekenis, procedure en uitrusting
Na het lezen van dit artikel zult u leren over: - 1. Betekenis van het elektrisch booglassen 2. Werkwijze van het lasbooglassen 3. Elektrische stroom voor het lassen 4. Betekenis van de polariteit 5. Uitrusting 6. Voorbereiding van de rand van een verbinding 7. Elektroden.
Betekenis van elektrisch booglassen:
Het booglassen is een smeltlasproces waarbij de warmte die nodig is om het metaal te smelten wordt verkregen uit een elektrische boog tussen het basismetaal en een elektrode.
De elektrische boog wordt geproduceerd wanneer twee geleiders elkaar raken en vervolgens worden gescheiden door een kleine opening van 2 tot 4 mm, zodat de stroom door de lucht blijft stromen. De temperatuur geproduceerd door de elektrische boog is ongeveer 4000 ° C tot 6000 ° C.
Een metaalelektrode wordt gebruikt die het vulmetaal levert. De elektrode kan flux gecoat of kaal zijn. In geval van een blootgestelde elektrode wordt extra fluxmateriaal geleverd. Zowel gelijkstroom (DC) als wisselstroom (AC) worden gebruikt voor booglassen.
De wisselstroom voor boog wordt verkregen uit een trapsgewijze transformator. De transformator ontvangt stroom van de hoofdvoeding van 220 tot 440 volt en stap omlaag naar de vereiste spanning, dwz 80 tot 100 volt. De gelijkstroom voor boog wordt meestal verkregen van een generator die wordt aangedreven door een elektromotor of een patrouille- of dieselmotor.
Een nullastspanning (voor het inslaan van een boog) bij gelijkstroomlassen is 60 tot 80 volt, terwijl een spanning in gesloten circuit (voor het handhaven van de boog) 15 tot 25 volt is.
Procedure voor het lassen met elektrische arcering:
Allereerst worden de te lassen stukken metaal grondig gereinigd om stof, vuil, vet, olie, enz. Te verwijderen. Vervolgens moet het werkstuk stevig in geschikte armaturen worden gehouden. Plaats een geschikte elektrode in de elektrodehouder onder een hoek van 60 tot 80 ° met het werkstuk.
Selecteer de juiste stroom en polariteit. De vlek wordt gemarkeerd door de boog op de plaatsen waar moet worden gelast. Het lassen gebeurt door contact te maken met de elektrode met het werk en vervolgens de elektrode te scheiden tot een juiste afstand om een boog te produceren.
Wanneer de boog wordt verkregen, smelt de intense hitte die zo wordt geproduceerd, het werk onder de boog en vormt het een zwembad van gesmolten metaal. Een kleine depressie wordt gevormd in het werk en het gesmolten metaal wordt afgezet rond de rand van deze verdieping. Het wordt arc crator genoemd. De slak wordt gemakkelijk weggewreven nadat de verbinding is afgekoeld. Na het lassen moet de elektrodehouder snel worden verwijderd om de boog te breken en de stroomtoevoer wordt uitgeschakeld.
Elektrische stroom voor lassen:
Zowel DC (gelijkstroom) als wisselstroom (wisselstroom) worden gebruikt om een boog te produceren bij elektrisch booglassen. Beide hebben hun eigen voordelen en toepassingen.
De DC-lasmachine haalt zijn vermogen uit een AC-motor of diesel / benzine-generator of uit een solid-state gelijkrichter.
De capaciteiten van DC-machine zijn:
Stroom:
Tot 600 ampère.
Open Circuit Voltage:
50 tot 90 volt, (om een boog te produceren).
Gesloten Circuit Voltage:
18 tot 25 volt, (om de boog te behouden).
De AC-lasmachine heeft een trapsgewijze transformator die stroom ontvangt van de hoofdvoeding. Deze transformator trapt de spanning af van 220 V-440V naar een normale nullastspanning van 80 tot 100 volt. Het huidige bereik beschikbaar tot 400 ampère in de stappen van 50 ampère.
De capaciteiten van AC lasmachines zijn:
Huidig aanbod:
Tot 400 ampère in stappen van 50 ampère.
Ingangsspanning:
220V- 440V
Werkelijk vereist voltage:
80 - 100 volt.
Frequentie:
50/60 HZ.
Betekenis van polariteit:
Wanneer DC-stroom wordt gebruikt voor lassen, zijn de volgende twee soorten polariteiten beschikbaar:
(i) Rechte of positieve polariteit.
(ii) Omgekeerde of negatieve polariteit.
Wanneer het werk positief wordt gemaakt en de elektrode negatief is, wordt de polariteit rechte of positieve polariteit genoemd, zoals weergegeven in figuur 7.16 (a).
In rechte polariteit wordt ongeveer 67% van de warmte verdeeld over het werk (positieve klem) en 33% over de elektrode (negatieve klem). De rechte polariteit wordt gebruikt waar meer warmte nodig is op het werk. Het ferrometaal, zoals zacht staal, met snellere snelheid en geluidslas, gebruikt deze polariteit.
(a) Rechte polariteit.
(b) Omgekeerde polariteit
Aan de andere kant, wanneer het werk negatief wordt gemaakt en de elektrode als positief, dan is de polariteit bekend als omgekeerde of negatieve polariteit, zoals weergegeven in figuur 7.16 (b).
In omgekeerde polariteit wordt ongeveer 67% van de warmte vrijgemaakt aan de elektrode (positieve klem) en 33% aan het werk (negatieve klem).
De omgekeerde polariteit wordt gebruikt waar minder warmte nodig is op het werk zoals in het geval van dunne plaatmetaallassen. De non-ferro metalen zoals aluminium, messing en brons nikkel zijn gelast met omgekeerde polariteit.
Uitrusting vereist voor elektrisch booglassen:
De verschillende uitrustingen die nodig zijn voor elektrisch booglassen zijn:
1. Lasmachine:
Het gebruikte lasapparaat kan een wisselstroom- of gelijkstroomlasmachine zijn. De AC-lasmachine heeft een step-down transformator om de ingangsspanning van 220- 440V tot 80-100V te verlagen. De DC-lasmachine bestaat uit een AC-motorgeneratorset of diesel / benzinemotor-generatorset of een transformator-gelijkrichter-lasset.
AC-machine werkt meestal met een voeding van 50 Hz of 60 Hz. De efficiëntie van een AC-lastransformator varieert van 80% tot 85%. De energie die wordt verbruikt per kg. van afgezet metaal is 3 tot 4 kWh voor AC-lassen en 6 tot 10 kWh voor DC-lassen. AC lasmachines werken meestal met een lage arbeidsfactor van 0, 3 tot 0, 4, terwijl de motor bij DC-lassen een vermogensfactor heeft van 0, 6 tot 0, 7. De volgende tabel 7.9 toont de spanning en stroom gebruikt voor de lasmachine.
2. Elektrodehouders:
De functie van elektrodehouder is om de elektrode in de gewenste hoek te houden. Deze zijn verkrijgbaar in verschillende maten, afhankelijk van het aantal ampères van 50 tot 500 ampère.
3. Kabels of leidingen:
De functie van kabels of leads is om de stroom van de machine naar het werk te voeren. Deze zijn flexibel en gemaakt van koper of aluminium. De kabels zijn gemaakt van 900 tot 2000 zeer fijne draden die samen zijn gedraaid om flexibiliteit en meer sterkte te bieden.
De draden zijn geïsoleerd door een rubberen bekleding, een versterkte vezelbedekking en verder met een zware rubberen coating.
4. Kabelconnectoren en lugs:
De functies van kabelconnectoren zijn om een verbinding te maken tussen machineschakelaars en laselektrodehouder. Mechanische connectoren worden gebruikt; zo kunnen ze zich gemakkelijk laten monteren en verwijderen. Connectoren zijn ontworpen volgens de huidige capaciteit van de gebruikte kabels.
5. Chippen Hammer:
De functie van hakhamer is om de slak te verwijderen nadat het lasmetaal is gestold. Het heeft een beitelvorm en is aan een uiteinde gericht.
6. Staalborstel, Power Wire Wheel:
De functie van een staalborstel is om de slakdeeltjes na het versnipperen door een hakhamer te verwijderen. Soms, indien beschikbaar, wordt een wiel met elektrische draad gebruikt in plaats van een handmatige staalborstel.
7. Beschermende kleding:
De functies van beschermende kleding die wordt gebruikt, zijn om de handen en kleding van de lasser te beschermen tegen hitte, vonk, ultraviolette en infrarode stralen. Beschermende kleding die wordt gebruikt, is een leren schort, pet, leren handschoenen, leren mouwen, enz. De leren schoenen met hoge enkels moeten door de lasser worden gedragen.
9. Scherm of gezichtsscherm:
De functie van scherm en gelaatsscherm is om de ogen en het gezicht van de lasser te beschermen tegen de schadelijke ultraviolette en infrarode straling die tijdens het lassen wordt geproduceerd. De afscherming kan worden bereikt met een helm of een handhelm.
Randvoorbereiding van een verbinding:
De efficiëntie en kwaliteit van de gelaste verbinding hangt ook af van de juiste voorbereiding van de randen van de te lassen platen. Het is noodzakelijk om alle schalen, roest, vet, verf enz. Van het oppervlak te verwijderen voordat u gaat lassen.
Het reinigen van het oppervlak moet mechanisch worden uitgevoerd met een staalborstel of een aangedreven draadwiel en vervolgens chemisch door tetrachloorkoolstof. Een goede vorm van de randen van de plaat moet worden gegeven om een goede verbinding te produceren.
De vorm van de randen kan vlak zijn, V-vormig, U-vormig, opnieuw vormgegeven, enz. De keuze van verschillende randvormen hangt af van de soort, dikte van het te lassen metaal. Sommige verschillende soorten groeven voor randen van het werk worden getoond in Fig. 7.17. BaDD
(i) Vierkante kont:
Het wordt gebruikt wanneer de dikte van de plaat 3 tot 5 mm is. Beide te lassen randen moeten op een afstand van ongeveer 2 tot 3 mm van elkaar worden geplaatst, zoals getoond in Fig. 7.17 (a).
(ii) Single-V-Butt:
Het wordt gebruikt wanneer de dikte van de platen van 8 tot 16 mm is. Beide randen zijn afgeschuind en vormen een hoek van ongeveer 70 ° tot 90 °, zoals weergegeven in figuur 7.17 (b).
(Iii) Double-V-Butt:
Het wordt gebruikt wanneer de dikte van de platen meer dan 16 mm is en waarbij aan beide zijden van de plaat kan worden gelast. Beide randen zijn afgeschuind om een dubbele V te vormen, zoals getoond in Fig. 7.17 (c).
(iv) Enkele en dubbele U Butt:
Het wordt gebruikt wanneer de dikte van de plaat meer dan 20 mm is. De randvoorbereiding is moeilijk maar de verbindingen zijn meer bevredigend. Het vereist minder vulmetaal, zoals getoond in Fig. 7.17 (d) en (e).
Booglaselektroden:
Booglaselektroden kunnen worden ingedeeld in twee brede categorieën:
1. Niet-verbruikbare elektroden.
2. Verbruikbare elektroden.
1. Niet-verbruikbare elektroden:
Deze elektroden worden niet verbruikt tijdens het lassen, vandaar de naam, niet-afsmeltende elektroden. Ze zijn meestal gemaakt van koolstof, grafiet of wolfraam. Koolstofelektroden zijn zachter, terwijl wolfraam en grafietelektroden hard en broos zijn.
Koolstof- en grafietelektroden kunnen alleen worden gebruikt voor DC-lassen, terwijl tungston-elektroden kunnen worden gebruikt voor zowel DC- als AC-lassen. Het vulmateriaal wordt afzonderlijk toegevoegd wanneer dit soort elektroden wordt gebruikt. Omdat de elektroden niet worden verbruikt, is de verkregen boog stabiel.
2. Verbruikbare elektroden:
Deze elektroden worden tijdens het lassen gesmolten en leveren het vulmateriaal. Ze zijn over het algemeen gemaakt met dezelfde samenstelling als het te lassen metaal.
De booglengte kan worden gehandhaafd door de elektrode naar of van het werk te verplaatsen.
De verbruikbare elektroden kunnen van de volgende twee typen zijn:
(i) Kale elektroden:
Deze zijn verkrijgbaar in de vorm van doorlopende draad of staven. Ze mogen alleen worden gebruikt met rechte polariteit bij DC-lassen. Naakte elektroden bieden geen afscherming voor het gesmolten metaalbad tegen atmosferische zuurstof en stikstof.
Derhalve hebben de lassen verkregen door deze elektroden een lagere sterkte, lagere ductiliteit en lagere weerstand tegen corrosie. Ze vinden beperkt gebruik bij kleine reparaties en werken van slechte kwaliteit. Ze lassen vroeger smeedijzer en zacht staal. In de moderne praktijk worden ze niet of nauwelijks gebruikt. Ze zijn ook bekend als gewone elektroden.
(ii) Gecoate elektroden:
Deze worden soms ook als conventionele elektroden genoemd. Een coating (dunne laag) van fluxmateriaal wordt rondom de lasstaaf aangebracht, en wordt daarom aangeduid als beklede elektrode. De flux verschaft tijdens het lassen een afscherming van de zone van gesmolten metaal tegen de atmosferische zuurstof en stikstof. Deze flux voorkomt ook de vorming van oxiden en nitriden. Flux reageert chemisch met de oxiden die in het metaal aanwezig zijn en vormt smeltbare slakken met een lage smelttemperatuur.
De slak drijft op de bovenkant van de las en kan gemakkelijk worden verwijderd na het stollen van de las. De kwaliteit van de las geproduceerd door de gecoate elektrode is veel beter in vergelijking met die van kale elektroden.
Afhankelijk van de coatingfactor of de dikte van de fluxcoating worden gecoate elektroden verdeeld in drie groepen:
(a) Licht gecoate elektroden.
(b) Medium gecoate elektroden.
(c) Zwaar beklede elektroden.
Een vergelijking van drie soorten gecoate elektroden wordt gegeven in tabel 7.10:
Voordelen van Flux Coated-elektroden:
De fluxcoating op laselektroden heeft voordelen. Sommigen van hen volgen:
1. Het beschermt de laszone tegen oxidatie door een atmosfeer van intergas rond de boog te verstrekken.
2. Het produceert slakken met een lage smelttemperatuur, die de onzuiverheden die in het metaal aanwezig zijn oplost, zoals oxiden en nitriden, en drijft op het oppervlak van het smeltbad.
3. Het verfijnt de korrelgrootte van het gelaste metaal.
4. Het voegt legeringselementen toe aan het gelaste metaal.
5. Het stabiliseert de boog door bepaalde chemische producten te verstrekken die dit vermogen hebben.
6. Het vermindert het spatten van lasmetaal.
7. Het concentreert de boogstroom en vermindert thermische verliezen. Dit resulteert in een verhoogde boogtemperatuur.
8. Het vertraagt de afkoelsnelheid van de las en versnelt het uithardingsproces.
9. Het verhoogt de snelheid van metaalafzetting en de verkregen penetratie.
Componenten van elektrodekleppen:
De elektrodebekleding kan uit twee of meer ingrediënten bestaan. Verschillende soorten coatings die worden gebruikt voor verschillende soorten metalen die moeten worden gelast.
De bestanddelen van typische elektrodebekledingen en hun functies zijn weergegeven in tabel 7 11. Sommige hiervan worden hier besproken:
1. Slakvormende bestanddelen:
De slakvormende ingrediënten zijn siliciumoxide (Sio 2 ), mangaanoxide (Mno 2 ), ijzeroxide (F e O), asbest, mica, enz. In sommige gevallen wordt aluminiumoxide (Al 2 o 3 ) ook gebruikt maar dit is maakt de boog minder stabiel.
2. Bestanddelen om Arc-kenmerken te verbeteren:
De ingrediënten om de boogkarakteristieken te verbeteren zijn natriumoxiden (Na 2 O), Calciumoxiden (CaO), magnesiumoxiden (MgO) en titaniumoxide (TIO 2 ).
3. Deoxideringsbestanddelen:
De deoxiderende ingrediënten zijn grafiet, poedervormig aluminium, houtmeel, calciumcarbonaat, zetmeel, cellulose, dolomiet, enz.
4. Bindende bestanddelen:
De gebruikte bindende materialen zijn natriumsilicaat, kaliumsilicaat en asbest.
5. Legeringsbestanddelen:
De legeringselementen die worden gebruikt voor het verbeteren van de lassterkte zijn vanadiumkobalt, molybdeen, aluminium, chroom, nikkel, zirkonium, wolfraam, enz.
Specificatie van elektroden:
De specificatie van elektroden wordt geleverd door Bureau of Indian standaard IS: 815-1974 (tweede revisie).
Volgens dit worden de beklede elektroden gespecificeerd door:
(i) Een voorvoegselbrief.
(ii) Een zescijferig codenummer.
(iii) Een achtervoegsbrief.
(i) Voorvoegselbrief:
De voorvoegselletter geeft de methode van vervaardiging van elektroden aan.
Deze prefix letters met de methode van vervaardiging van elektroden worden gegeven in de tabel 7.12:
(ii) Een zescijferig codenummer:
Het zescijferige codenummer gaf de prestatiekenmerken en mechanische eigenschappen van de lasnaad aan.
De betekenis van elk individueel cijfer van één tot zes wordt gegeven in tabel 7.13:
(iii) Achtervoegselbrief:
De suffix-letter geeft de speciale eigenschappen of kenmerken van de elektrode aan.
Deze staan vermeld in tabel 7.14:
De eerste cijfers van het codenummer verklaren in essentie het type afdekking dat op de elektrode wordt gebruikt en deze bedekking staat voor de prestatiekenmerken.
Er zijn zeven soorten dekkingen die het eerste cijfer vertegenwoordigen in tabel 7.15:
Het tweede cijfer van de code geeft de laspositie aan, zoals aangegeven in onderstaande tabel 7.16:
Het derde cijfer van het codenummer geeft de lasstroomcondities aan die worden aanbevolen door de fabrikant van de elektrode.
Deze staan vermeld in tabel 7.17:
Het vierde, vijfde en zesde cijfer van het codenummer geeft de treksterkte, de maximale vloeispanning en het percentage rek weer met de slagwaarde.
Deze staan vermeld in tabel 7.18:
Naast de hierboven gegeven codering moeten alle elektroden voldoen aan de testvereisten van IS: 814 (deel I en II) - 1974. Elk pakket van elektroden moet een markering hebben die de codering en specificatie aangeeft.
Voorbeeld:
IS: 815-codering: E 315 - 411K
Specificatie: Ref: 814 (Deel 1)
Het belang van het bovenstaande voorbeeld is dat:
(i) De elektrode is vervaardigd door middel van vaste extrusie en is geschikt voor het lassen met metaal van zacht staal. [E].
(ii) De elektrodebedekking heeft een aanzienlijke hoeveelheid titanium met basismaterialen en zal vloeibare slak produceren. [3].
(iii) De elektrode is geschikt voor lassen in de vlakke, horizontale, verticale en bovenhoofdse positie. [1].
(iv) De elektrode is geschikt voor lassen met gelijkstroom, waarbij de elektrode + ve of -ve is. Het is ook geschikt voor lassen met een wisselstroom met een nullastspanning van minder dan 90 volt. [5].
(v) De elektrode heeft een bereik van trekspanning van afgezet metaal is 410 tot 510 N / mm2. [411].
(vi) De elektrode heeft een maximale vloeispanning van afgezet metaal is 330 N / nm2. [411].
(vii) De elektrode heeft een minimale procentuele rek in de trektest van het afgezette metaal is 20 procent op een kaliberlengte van 5, 65 √So en de gemiddelde botstestwaarde van het afgezette metaal is 47J bij 27 ° C. [411].
(viii) De elektrode heeft ijzerpoeder in de bekleding, waardoor een metaalherstel van 130 tot 150 procent wordt verkregen.
(ix) De elektrode voldoet aan IS: 814 (Deel I) -1974.
