Techniek voor Electroslag Welding (ESW)
Na het lezen van dit artikel leert u over de werking en techniek van Electroslag Welding (ESW).
Voordat de ESW-bewerking wordt gestart, wordt het werkstuk met de vierkante randen op een rij van 20-40 mm rechtop geplaatst met een U-vormige start- of inloopplaat (in de vorm van een opvangbak) en uitloopplaten. eraan gelast zoals getoond in Fig. 11.6. Met water gekoelde vasthoudende koperschoenen worden in positie geplaatst om te voorkomen dat de gesmolten slak eruit loopt en een omhulling te vormen voor het gesmolten metaal en de gesmolten slak.
Om de lasbewerking te starten, wordt een beetje vloeimiddel op de bodem van de opvangbak gegoten en wordt een staalwolkussen in positie geplaatst om te helpen bij het starten van de boog, de draadaanvoer wordt ingeschakeld, de boog wordt geraakt en de werking start. Zodra een voldoende diepe laag gesmolten flux of slak wordt gevormd, dooft de boog, verandert het booglassen in elektroslaklassen en is het ESW-proces echt in werking.
Bij het passeren door de plas gesmolten slak verwarmt de elektrische stroom deze tot een temperatuur van 1900 ° C of ongeveer dat afhankelijk van de diepte van de gesmolten slak zoals getoond in Fig. 11.7. Afhankelijk van de dikte van het werkstuk worden één of meerdere elektroden in de plas van de gesmolten slak gevoerd.
De elektrodedraad (en) en de vasthoudende koperblokken zijn gekoppeld aan het bedieningsmateriaal van de elektroslakapparatuur en bewegen omhoog wanneer de opening wordt opgevuld met gesmolten metaal van de elektrode. Aan het einde van de lasbewerking worden zowel de slak als de metaalpool naar buiten gebracht op de afwerklippen of de uitloopplaten.
Eventuele defecten die onvermijdelijk zijn aan het begin en het einde van een lasbewerking zijn beperkt tot inloop- en uitloopplaten en worden samen met hen verwijderd door gassnijden of mechanisch versnipperen. Soms worden deze platen vervangen door koperen rillingen van 50 tot 100 mm lang.
Om de beweging van de vasthoudschoenen te regelen, is het essentieel om de diepte van de gesmolten slakplas te controleren en het niveau van de smeltbad te voelen. Wanneer het zwembad toegankelijk is voor de bestuurder, kan een peilstok worden gebruikt om de diepte te bepalen.
Het wordt opgemerkt dat wanneer het zwembad stil is en het proces loopt zonder vonkvorming of sputteren de diepte van het lasbad correct is. Als de diepte van het zwembad ondiep is, worden de vonken vanaf het oppervlak uitgezonden die zichtbaar zijn voor de bestuurder.
Dit vereist de toevoeging van flux aan het zwembad; wat normaal wordt gedaan vanuit een kleine flesachtige container. Overmatige dichtheid van de slaspool moet ook worden vermeden, anders kan dit leiden tot een gebrek aan penetratie van de zijwand.
Naast de dipstick-methode worden in de industrie nog vier andere methoden gebruikt om het niveau van de metaalpool te meten:
(i) elektrische contacttransducer,
(ii) differentieel thermokoppel,
(iii) Radio-isotoop-niveaumeter, en
(iv) Opname met variabele reluctantie.
De opstelling voor gebruik van de elektrische contacttransducer is weergegeven in Fig. 11.8. Het belangrijkste onderdeel van de transducer is een sonde gemaakt van sterk geleidend materiaal. + Het is ingebouwd in en geïsoleerd van een van de koperen bevestigingsschoenen.
Het hete uiteinde van de sonde komt in contact met de laszone terwijl het uiteinde watergekoeld is. Om de vorming van een laag gedroogde slecht geleidende slakken tussen het warme uiteinde en de laszone te voorkomen, voert de sonde via een stroombeperkende smoorspoel 'CLC' een stroom van het hoofdcircuit.
De spanningsval in de sonde is een functie van de afstand tussen het 1km-uiteinde en het lasbadoppervlak. Deze spanningsval wordt vergeleken met een referentiespanning en het verschil tussen de twee wordt versterkt door een vermogensversterker. De versterkte spanning wordt toegevoerd aan een servomotor die het lasapparaat naar boven drijft en dat resulteert in het verlagen van het spanningsverschil naar de vooraf ingestelde waarde. Op deze manier worden de vasthoudschoenen tot het gewenste niveau verplaatst, meestal binnen een aanvaardbaar nauwkeurigheidsniveau van ± 2 mm.
Het systeem is echter eenvoudig en nauwkeurig, maar omdat de sonde wordt blootgesteld aan zeer strenge thermische omstandigheden, is zijn levensduur zeer kort en dat heeft zijn populariteit belemmerd.
Het gebruik van differentieel thermokoppelsysteem wordt getoond in Fig. 11.9. In dit systeem worden twee constantaan draden gesoldeerd aan een van de koperen vasthoudschoenen. Het differentiële thermokoppel wordt gevormd als één draad een constantaan-koperen overgang vormt terwijl de ander een koper-constantaan overgang vormt.
De gegenereerde emf is evenredig met het verschil in temperatuur tussen de twee knooppunten. Het temperatuurveld in de vasthoudschoenen wordt bepaald door de relatieve positie ten opzichte van het oppervlak van het lasbad en de effectiviteit van het koelwatersysteem.
Zolang het bovenste oppervlak van het smeltbad een positie inneemt halverwege tussen de twee thermokoppelovergangen, blijft het verschil van emf nul. Wanneer de positie van het smeltbad echter verandert, overschrijdt de temperatuur aan de bovenste kruising die bij de onderste verbinding; een stuurcircuit genereert een signaal om het lasapparaat omhoog te bewegen totdat de balans is hersteld.
Voor een bevredigende prestatie van differentiële thermokoppelomvormersystemen is het vereist dat de elektrode-schoenafstand niet groter is dan 35-40 mm. Wanneer deze afstand groot is, wat vaak het geval is, wordt hun uitvoering grillig en daarom zijn ze niet breed gebruikt.
De radio-isotoop-niveaumeter is gebaseerd op zijn vermogen om het verschil in dichtheid van het metaal en de slak te detecteren. Het bestaat meestal uit een radio-isotoop of een vacuümbuis-stralingsdetector. Een dergelijke stralingsbron vertoont een hoge gerichtheid die gemakkelijk kan worden gedetecteerd door de moderne hoogvolgerende vermogensstralingsdetector.
Dankzij deze kenmerken van de radio-isotoop-niveaumeter en de lage dichtheid van de lasslak overschrijdt het radioactieve niveau binnen de laszone de veilige laslimieten op elementen tot 150 mm dik niet. Een groot obstakel in zijn populariteit is de schaarste van personeel op de werkvloer dat gekwalificeerd is om radioactieve bronnen te verwerken en te bedienen.
De variabele reluctantie-opnemer hangt af van zijn werking op wervelstromen geïnduceerd in de slak- en metaalbaden. Het heeft wikkelingen op een E-vormige kern ingebouwd in een van de vasthoudschoenen zoals getoond in Fig. 11.10. De hoofdwikkelingen, w 1, en w 2 worden gedragen op de buitenste ledematen en het middenlid draagt een voeler (of meet) wikkeling, w s . De twee hoofdwikkelingen veroorzaken tegengestelde fluxen Ø 1 en Ø 2 in de middelste ledematen.
Dit resulteert in geïnduceerde emf in de orde van Ø 1 - Ø 2 in de meetwikkeling. De transducer is zo gerangschikt dat de emf die wordt geïnduceerd in de detectie- of middenwikkelingen maximaal is wanneer het bovenoppervlak van het stropdas-slakbad en het stropmed midden op hetzelfde niveau zijn versmald. Hij circuit werkt in de bang-bang control-modus.
De vasthoudschoenen kunnen uiteraard niet altijd stevig op de werkoppervlakken passen, de gesmolten slak kan daarom uit de opening lopen. Als dit gebeurt, wordt het lek gestopt door een stopverfachtig afdichtingspreparaat te gebruiken en wordt extra vloeimiddel toegevoegd aan het slakkenbad om de juiste zwembaddiepte te handhaven.
De beoordeling van het gewicht van de elektrodedraad die nodig is voor het voltooien van het lassen in één keer zonder onderbreking, wordt gedaan voordat de bewerking wordt gestart. Als de werking echter om welke reden dan ook wordt onderbroken, moet het systeem worden uitgeschakeld en de nodige corrigerende maatregelen worden genomen voordat de bewerking opnieuw wordt gestart. Er is normaal gesproken een niet-gebruikte zone op het punt van onderbreking die moet worden uitgezet en gelast door een ander proces.
