Procesvariabelen in SAW

De belangrijke procesvariabelen in ondergedompeld booglassen (SAW) omvatten de lasstroom, boogspanning en de lassnelheid.

De lasrupsgeometrie wordt echter ook aanzienlijk beïnvloed door de elektrode-werkhoek, de helling van het werkstuk (bergopwaarts of heuvelafwaarts), de voorbereiding van de koppelrand, de elektrodeklem, het soort stroom en de polariteit, de elektrodediameter en de type en korrelgrootte van de flux. De effecten van deze procesvariabelen worden bepaald door hun effecten op de lasrupsgeometrie.

Vanwege de hoge warmte-inbreng in SAW is het lasbad, dat wil zeggen de laag van het gesmolten metaal tussen de boog en het oorspronkelijke niet-gesmolten metaal, aanzienlijk en aangezien deze laag een lage thermische geleidbaarheid heeft, heeft deze daarom een effect op de diepte van penetratie. Aldus gaat een toename in de diepte van deze gesmolten metaallaag gepaard met een toename van de indringdiepte.

Met de toename in lasstroom neemt de druk die door de boog wordt uitgeoefend toe, waardoor het gesmolten metaal van onder de boog wordt verdreven en dat leidt tot een grotere penetratiediepte. De breedte van de las blijft vrijwel onaangetast. Omdat de toegenomen lasstroom gepaard gaat met een toename van de draadaanvoersnelheid, resulteert dit in een grotere laswapening zoals weergegeven in Fig. 8.5. Variatie in stroomdichtheid heeft bijna hetzelfde effect op de lasgeometrie als de variatie in stroomsterkte. Lassen met DCEP produceert een diepere penetratie dan DCEN.

De lasstroom, I _w, wordt gegeven door:

Ik _w = p / k

waarbij p de penetratiediepte is en k de proportionaliteitsfactor is die afhangt van het soort stroom, elektrodepolariteit, draaddiameter en het gebruikte type flux. De waarde varieert tussen 1, 25 en 1, 75 voor filet- en stootvoegen, terwijl het voor oppervlaktebehandeling met SAW tussen 1, 0 en 1, 15 ligt.

Voor een gegeven lasstroom resulteert een afname van de draaddiameter in een toename van de stroomdichtheid. Dit resulteert in een las met een diepere penetratie maar met een enigszins verminderde breedte. Het onderwater booglasproces maakt gewoonlijk gebruik van draden met een diameter van 2 tot 5 mm, dus voor diepere penetratie bij lage stromen is een draad met een diameter van 2 tot 3 mm het meest geschikt.

De boogspanning varieert in directe verhouding tot de booglengte. Met de toename van de booglengte neemt de boogspanning toe en is er dus meer warmte beschikbaar om het metaal en de flux te smelten. Een toegenomen booglengte betekent echter meer spreiding van de boogkolom; dit leidt tot een toename van de lasbreedte en het volume van de wapening, terwijl de penetratiediepte afneemt, zoals wordt getoond in Fig. 8.6. De boogspanning varieert met de lasstroom en de draaddiameter, en bij SAW varieert deze gewoonlijk van 30 tot 50 volt.

Met de toename van de lassnelheid neemt de breedte van de las af. Echter, als de toename in snelheid klein is, neemt de penetratiediepte toe omdat de laag van het gesmolten metaal wordt verkleind hetgeen leidt tot een hogere warmtegeleiding naar de bodem van de plaat.

Bij een verdere toename van de lassnelheid, boven 40 m / uur, neemt de warmte-invoer per lengte-eenheid van de las aanzienlijk af en wordt de indringdiepte dus verminderd, zoals weergegeven in Fig. 8.7. Bij snelheden boven 80 m / uur kan een gebrek aan fusie het gevolg zijn. Experimenteel is vastgesteld dat als eerste benadering de lassnelheid, S, voor een goed gevormde las gebaseerd moet zijn op de volgende relatie.

S = 2500/1 _w m / uur

waar, ik _w is de lasstroom in ampère.

De elektrode kan loodrecht op het werkstuk worden gehouden, naar voren of naar achteren gekanteld ten opzichte van het smeltbad. Omdat de boogstroom de neiging heeft zichzelf uit te lijnen langs de as van de elektrode, is de vorm van het lasbad in elk geval anders, evenals de vorm van de lasrups.

Bij het lassen met achterwaarts gekantelde elektrode die naar de reeds neergeslagen kraal toe is - bekend als het forehand-lassen - stroomt gesmolten metaal onder de boog, worden de indringdiepte en de wapening verminderd, terwijl de breedte van de las toeneemt.

Bij het lassen met de elektrode naar voren gekanteld dwz in de richting van de naad die moet worden gelast, bekend als het lassen met de hand, neemt de druk van de boog het gesmolten metaal van onder de boog, de penetratiediepte en de hoogte van de wapening toe, terwijl de breedte van de las is verminderd. De elektrode in de loodrechte positie resulteert in de geometrie van de kraal tussen die verkregen in de bovengenoemde twee gevallen. Deze effecten worden getoond in Fig. 8.8.

Fig 8.8. Effect van de elektrode op de werkhoek van de laskraalgeometrie

Het werk kan zo worden gepositioneerd dat het zichzelf presenteert in bergaf, horizontaal of bergopwaarts lassen. Deze posities van het werk hebben vergelijkbare effecten als de elektrode-naar-werkhoek. Bij het lassen van bergafwaarts stroomt het gesmolten metaal onder de boog, neemt de penetratiediepte af en neemt de breedte van de las toe, terwijl omgekeerd het geval is in een bergopwaartse laspositie, zoals getoond in Fig. 8.9. De kanteling van het werk mag niet hoger zijn dan 6 ° tot 8 °, anders kan de vorm van de las worden aangetast en kan er een gebrek aan fusie optreden.

De afstand tussen de huidige pick-uptip en de boogwortel, elektrode-uitsteking genoemd, heeft een aanzienlijk effect op de geometrie van de lasrups. Normaal gesproken is de afstand tussen de contactpunt en het werk 25 tot 40 mm. Als de uitsteek groter wordt dan dit bereik, resulteert dit in het voorverwarmen van de elektrode als gevolg van het joule-effect en dat verhoogt de depositiesnelheid aanzienlijk, zoals wordt getoond in Fig. 8.10. Ook is de toename van de smeltsnelheid van de elektrode als gevolg van een toename in elektrode-uitzuiging in kg / min per ampère evenredig met het product van de stroomdichtheid van de elektrode en de uitsteking.

De totale smeltsnelheid (MR) in kg / min wordt gegeven door de relatie:

Fig. 8.10 Effect van uitsteken van de elektrode op de depositiesnelheid

waarbij d en L respectievelijk de diameter van de elektrode en de uitsteking zijn, in mm. Met de toename in uitsteking neemt de penetratiediepte af. Deze factor moet goed worden overwogen wanneer een diepere penetratie vereist is.

Als de diepte van de fluxlaag te dun is, kan er te veel boogflitsen of vonkvorming door de flux zijn. Een deel van dit is schadelijk voor de ogen van de exploitant

kan leiden tot poreusheid bij het lassen. Als de fluxlaag te dik is, kan de lasrups smal en gehopt zijn. Een te hoog percentage van zeer fijnkorrelige flux kan putvorming op het oppervlak veroorzaken, omdat de gassen die in het lasmetaal ontstaan ​​mogelijk niet kunnen ontsnappen. Deze putjes op het oppervlak van de kraal worden soms 'pokermarkeringen' genoemd.