Gas Metal Arc Welding (GMAW): installatie en toepassingen

Na het lezen van dit artikel leert u over: - 1. Inleiding tot Gas Metal Arc Welding (GMAW) 2. Lascircuit en opstelling voor GMAW 3. Bediening en techniek 4. Gezamenlijk ontwerp 5. Toepassingen.

Introductie tot Gas Metal Arc Welding (GMAW):

Met de introductie van GTAW werd het mogelijk om aluminium en roestvrij staal met gemak te lassen en konden de lassen van zeer hoge kwaliteit worden verkregen. GTAW is echter een langzaam proces, dus de vraag naar productie met een hoge snelheid heeft geleid tot de ontwikkeling van GMAW (gas metal arc welding) waarbij de niet-verbruikbare wolfraamelektrode van GTAW wordt vervangen door een consumeerbare lasdraad met een kleine diameter en samenstelling die compatibel is met werkmateriaal.

Er werd ook gevonden dat het efficiënter werkte met een diepte die de gewenste reinigende werking geeft, dankzij de plek van de mobiele kathode, op het werkstuk. Het leidde dus niet alleen tot een hoge afzettingssnelheid maar ook tot de gewenste elektrodepolariteit.

Door gebruik te maken van het GMAW-proces is het mogelijk om alle metalen te lassen waarvoor elektrodedraden beschikbaar zijn. Zoals aanvankelijk werd dit proces voornamelijk gebruikt voor het lassen van aluminium en roestvrij staal met afscherming met inert gas en wordt het in de volksmond beter bekend als metaal inert gas (MIG) lassen.

Een latere uitbreiding van het gebruik van deze werkwijze tot andere ferro- en non-ferro-metalen leidde echter tot het gebruik van C02, stikstof alsmede de mengsels van argon, helium, zuurstof, waterstof, C02 en dergelijke. Wanneer CO ₂ alleen als beschermgas wordt gebruikt, wordt het proces aangeduid als CO2-lassen. Nog een andere term die wordt gebruikt om het gebruik van actieve afschermende gassen te bedekken, is lassen met metaalactief gas (MAG). Niettegenstaande deze terminologieën vallen alle varianten van het proces goed onder de term GMAW.

De apparatuur die voor al deze processen wordt gebruikt, is vergelijkbaar, behalve dat het beschermgas en de bijbehorende voedingseenheid kunnen verschillen. Bijvoorbeeld bij CO ₂ -lassen verschillen niet alleen de regelaar en de stromingsmeter van processen met andere afschermende gassen, het heeft ook een verwarmingsinrichting nodig om het blokkeren van gasuitgang bij de cilinder te voorkomen, vanwege de vorming van vaste CO ₂ genaamd het 'droogijs'.

Lascircuit en opstelling voor GMAW:

Fig. 10.1 toont het elektrische circuit samen met de beschermgas- en watertoevoersystemen:

Afb. 10.1 Schakelschema voor GMAW met watergekoeld elektrodenpistool

Fig. 10.2 toont het schematische diagram voor een conventioneel GMAW-systeem:

Werking en techniek van GMAW:

Open circuit spanning, draadaanvoersnelheid en gasstroomsnelheid worden ingesteld voordat het GMAW-pistool wordt gebruikt om het lassen te starten. De lasstroom die door het systeem wordt getrokken, hangt af van de interactie van verschillende parameters, waaronder draadaanvoersnelheid, boogspanning en uitharding van de elektrode. De elektrodenuitsparing is een belangrijke parameter om een ​​consistente penetratie te bereiken en daarom is het essentieel om deze constant te houden.

Het gasdebiet moet zo worden gehandhaafd dat defecte lassen worden verkregen. Als de gasstroom onvoldoende is, wordt een poreuze kraal gelegd terwijl een te grote gasstroom kan leiden tot het uitblazen van metaal uit het smeltbad. Het gasdebiet wordt geassocieerd met de afstand tussen mondstuk en werkstuk; langer deze afstand meer het gasdebiet vereist voor een goede bescherming van het gesmolten metaal. Voor het aanbrengen van een dikke wortelstoot en lassen in kleine ruimtes zijn mondstukken van kleine afmetingen vereist.

Een goede locatie van de werkaansluiting is essentieel om boogontploffing te voorkomen, met name voor het lassen van ferromagnetisch materiaal zoals staal. Het is het beste om in een richting weg te lassen van de werkkabelverbinding.

Elektrode-naar-werkhoek kan de hielgeometrie en -configuratie beïnvloeden. Het is gebruikelijk om backhand-lassen te nemen voor dikker plaat- en voorhandlassen voor vellen. Zoals eerder is aangegeven, is het echter de bedoeling om, als significante verandering in de roldimensie, zeg penetratie, is bedoeld, de elektrische parameters te manipuleren in plaats van alleen de elektrode-werkhoek.

De contactbuis slijt bij gebruik en moet daarom periodiek worden vervangen om een ​​goed elektrisch contact tussen de elektrode en de buis te behouden. Een los contact zal niet alleen resulteren in inconsistentie in de korrelvorm, maar veroorzaakt ook overmatige verwarming van het smeermiddel. Afhankelijk van de toepassing kan de contactbuis zich binnen, in een vlak met, of buiten het gasmondstuk bevinden.

Het is meestal vereist om proeflasnaden uit te voeren om juiste lasparameters vast te stellen, te weten boogspanning en draadaanvoersnelheid. Andere variabelen zoals de helling van de stroomstijging of inductie of beide moeten worden aangepast om eenvoudige booginitiatie en soepele boogwerking met minimale spatten te bereiken.

De elektrodebeweging is misschien de laatste grote operatorcontrole om lasnaden van goede kwaliteit te bereiken in GMAW. De meest gebruikte methode voor boogbeweging is het sleep- of boogjesrupspatroon waarin het kanon in een rechte lijn wordt bewogen zonder oscillatie. Echter, in positie lassen kan het sleeppatroon niet bevredigend worden gevonden.

In een dergelijk geval moet de lasser het pistool manipuleren volgens zijn voorkeur; de vaak gebruikte patronen zijn zweep, C, U en lui 8. De eerste drie zijn geschikt bevonden voor het lassen van werk dat niet op de juiste plaats ligt, met name om lasbad in horizontale, verticale en bovenliggende posities te manipuleren. Een lui 8-patroon geeft een lasbreedte van 3 tot 7 keer de dekking bij het pijpwerk.

Om het werk te stoppen is het vaak nodig om het laspistool zodanig terug te trekken dat de boog aan het einde van de run wordt verlengd om een ​​juiste kratervulling te verkrijgen.

Gezamenlijk ontwerp in GMAW:

Alle vijf basistype gewrichten, te weten, butt, fillet, corner, lap en edge types (Fig. 10.15) en hun varianten kunnen in alle posities worden gemaakt door GMAW. Aangezien de draaddiameter in GMAW klein is, wordt het vaak aanbevolen om kleinere groefhoeken te gebruiken Hun de overeenkomstige die worden gebruikt voor 5MAW, een dergelijk voorbeeld in het geval van enkele Vee stompe las wordt getoond in Fig. 10.16. Een kleinere groefhoek maakt het nog steeds mogelijk de elektrode naar de wortel van de lasverbinding te richten om een ​​volledige penetratielas te vergemakkelijken.

Fig. 10.15 Verschillende soorten verbindingsontwerpen gebruikt voor GMAW

Voor GMAW van non-ferrometalen wordt ook het standaard lasontwerp voor SMAW aanbevolen. Op dezelfde manier is het gezamenlijke ontwerp voor pijpwerk ook van het type dat wordt gebruikt voor booglassen met afgeschermd metaal.

Toepassingen van GMAW:

Alle positie-lascapaciteit, semi-automatische modus, afwezigheid van fluxen, geschiktheid voor zowel ferro- als non-ferrometalen, reinheid en mechanisatie zijn de belangrijkste aantrekkelijke kenmerken van GMAW. In veel opzichten is GMAW een directe concurrent van het SMAW-proces. Het is sneller in vergelijkbare toepassingen, maar de kosten van apparatuur en verbruiksartikelen zijn veel hoger. De kwaliteit van lassen is vergelijkbaar en de selectie is vaak uitsluitend gebaseerd op de relatieve kosten.

GMAW is misschien wel het meest gebruikte proces in termen van bereik van metalen en toepassing indien niet in hoeveelheid afgezet metaal. GMAW heeft nieuwe werkgebieden in de metaalverwerkende industrie geopend waarvoor SMAW ongeschikt wordt geacht, het is bijvoorbeeld nuttig gebleken bij de productie van autocarrosserieën waar de vrijheid van frequente elektrodeverandering en de noodzaak om flux te verwijderen belangrijke productieoverwegingen zijn.

Zelfs voor het lassen van dikke platen is zijn hoge afzettingssnelheid behulpzaam bij het verlagen van productiekosten. GMAW vindt veelvuldig gebruik in de fabricage van constructies, scheepsbouw, drukvaten, tanks, pijpen, huishoudelijke apparatuur, algemene en zware elektrotechniek en de vliegtuigmotorenindustrie.

Het wordt ook met succes gebruikt voor de fabricage van spoorwagons en in de auto-industrie, waar lange, snel lassen van vrij zware delen worden gebruikt. Het lassen van vrachtwagenframes is een voorbeeld van de toepassing van diptransmissie GMAW.

GMAW kan op bevredigende wijze worden gebruikt in combinatie met robotlassen, vandaar dat het gebruik ervan in de toekomst zeker zal toenemen. Hoewel bijna alle metalen waarvoor elektrodedraden beschikbaar zijn, kunnen worden gelast, maar dit proces vindt uitgebreid gebruik vooral voor het lassen van aluminiumlegeringen, koolstof en laaggelegeerde staalsoorten en roestvrij staal.