Varianten van SAW-proces

Dit artikel werpt een licht op de vier hoofdvarianten van het proces van Submerged Arc Welding (SAW). De varianten zijn: 1. Dubbele elektrode met enkele voedingsbron 2. Dubbele elektrode met meerdere voedingsbron 3. Drievoudige elektroden met meerdere voedingsbronnen 4. Fus Arc-lassen.

Variant # 1. Dubbele elektrode met enkele voedingsbron :

Alhoewel SAW met enkele draad het meest gebruikte proces is, vinden de meervoudige draadsystemen ook uitgebreid gebruik vanwege de verhoogde afzettingssnelheid en lassnelheid die bereikbaar is en die het bereik van het proces vergroten. Fig. 8.28 toont een SAA-systeem met dubbele elektrode met behulp van een enkele stroombron. In dit proces worden twee elektroden gelijktijdig in een dubbele laskop gevoerd, die het gebruik van een hogere stroom mogelijk maakt. Elektroden kunnen parallel of schuin ten opzichte van elkaar worden geplaatst.

Bij parallelle opstelling worden de elektroden 6 tot 12 mm uit elkaar geplaatst en kunnen ze in tandem zijn, dat wil zeggen de een na de ander of in de transversale reeks, dwz zijwaarts verplaatst. Beide systemen worden getoond in Fig. 8.29. Als de elektroden achter elkaar worden gebruikt, kan een hogere lassnelheid tot 50% worden verkregen, bij gebruik in transversale rijen kunnen bredere groeven worden gevuld. AC heeft de voorkeur omdat meerdere gelijkstroombogen met dezelfde polariteit de neiging hebben samen te trekken.

De transversale array van elektroden getoond in Fig. 8.29 zal het metaal niet zo diep deponeren als tandem-elektroden; het lasspenetratiepatroon kan echter worden verbreed om een ​​aantal smalle lasparels volledig te bedekken.

Een andere opstelling is het gebruik van tweelingelektroden met serieschakelingen, Fig. 8.30, zodat één elektrode de kathode is en de andere de anode; en de elektroden worden geplaatst in V-configuratie over de lasas. Deze opstelling van laselektroden resulteert in de minste indringdiepte maar maakt het lassen van vellen en dunne platen bij hoge lassnelheden mogelijk. Omdat de penetratie ondiep is, is de dikte van het te lassen metaal gewoonlijk minder dan 12 mm.

Variant # 2. Dubbele elektrode met meerdere voedingsbron:

Dubbele elektrode SAW-systemen worden op grote schaal gebruikt en er is een keuze uit zowel draden dc, een draad gelijkstroom en een draad ac, of beide draden ac

De positie van de twee-draads tandem elektrode met individuele stroombronnen en beide elektroden positief geeft de diepste penetratie van alle systemen en daarmee de hoogste lassnelheid. Dit systeem is echter vatbaar voor ernstige boogontlading, daarom is een lenzensysteem dat vaak wordt gebruikt, met een leidende elektrode positief en hebben de achter- en nalaaddraad ac of beide draden ac A dc / ac-systeem, weergegeven in Fig. 8.31, het voordeel van diepe elektrode negatief. De meest gebruikte opstelling is echter ofwel diep voor het leiden van de draadpenetratie van de leidende gelijkstroomboog om een ​​hoge lassnelheid te geven; terwijl de wisselstroom die normaal gesproken op iets lagere stroom loopt, het profiel en de oppervlakteafwerking van de las verbetert.

Een volledig wisselstroomsysteem is minder gevoelig voor boogontlading en verdient daarom de voorkeur voor een werkstuk met gecompliceerde geometrie. Het vindt ook breed gebruik bij multi-pass lassen.

Hoewel de arcaden relatief vrij zijn van boogontlading, maar ze zijn nog steeds vatbaar voor boogafbuiging afhankelijk van het faseverschil tussen de bogen. Om deze moeilijkheid te ondervangen, worden de AC / AC-systemen vaak uitgevoerd met een Scott-transformator met twee of drie fasen, weergegeven in Fig. 8.32, die 90 ° faseverschil tussen de bogen verschaft. Een gesloten delta-verbinding van stroombronnen, getoond in Fig. 8.33, met beschikbare impedantie in het retourpad, wordt ook gebruikt om het faseverschil tussen de twee bogen te regelen.

Variant # 3. Drievoudige elektroden met meerdere stroombronnen :

De aanhoudende vraag om de productiviteit te verhogen, met name in de scheepsbouw, waar sprake is van lange lascycli, heeft geleid tot de ontwikkeling van meerdere SAW-stroomaggregaten met maximaal tien draden. Behalve voor speciale toepassingen zijn drie draden echter de praktische limiet en dergelijke systemen worden algemeen gebruikt in scheepsbouw, drukvatfabricage en de buismolens.

Het drieverdraadsysteem wordt ook gebruikt voor het maken van hoge snelheid horizontale naden voor pijpen met grote diameter en voor gefabriceerde balken. Zeer hoge stromen kunnen worden gebruikt met overeenkomstig hoge rijsnelheden en afzettingssnelheden. Twee elektrische systemen die normaal worden gebruikt in dergelijke toepassingen zijn de dc / ac / ac, getoond in Fig. 8.34 en ac / ac / ac, getoond in Fig. 8.35, met matrijsuitbreiding van de penetratie vergelijkbaar met die voor dubbele elektrodesysteem voor overeenkomstige elektrische schakelingen .

De elektrode-werkhoek in beide, de dubbeldraads- en driedraads systemen worden zodanig geregeld dat de gewenste lasrupsvorm wordt bereikt. De leidende elektrode wordt met hoge stroom en lage spanning geleid om een ​​goede penetratie te verkrijgen die het best wordt bereikt door de elektrode op 90 °, of zelfs iets boven 90 °, te houden aan de aangebrachte kraal op het werkstuk.

De middelste elektrode wordt op iets minder dan 90 ° gehouden, terwijl de nalopende elektrode, zowel in het dubbele als het drievoudige elektrodesysteem, op ongeveer 70 ° tot 75 ° wordt gehouden om een ​​glad lasruwe oppervlak te verkrijgen. Drie stadia in het vullen van een gezamenlijke groef worden geïllustreerd in Fig. 8.36. De stroom- en spanningsinstellingen voor 3-draads systemen kunnen bijvoorbeeld gelijk zijn aan de leidende elektrode bij 1000A bij 32V, de naloopelektrode bij 500A bij 42V, met de middelste elektrode bij 700A bij 38V.

Fig. 8.36 Drie stadia bij het vullen van een gezamenlijke groef door het tripel-elektrode-SAW-proces

Afgezien van de meervoudige draadsystemen, kan de depositiesnelheid in SAW ook worden verhoogd door ijzerpoeder toe te voegen aan het gewricht onder de flux. Het ijzer zal dus smelten en een deel van de lasrups worden; dit verhoogt de expositiegraad aanzienlijk zonder enig slecht effect op de laseigenschappen te hebben. IJzerpoeder kan worden gebruikt met SAW-systeem met enkele draad of meerdere draden; de mate van toename van afzettingssnelheden wordt getoond in Fig. 8.37.

Een andere variant van het proces is er een waarbij afzonderlijke of 'koude' vuldraad wordt toegevoerd aan de boogzone. Deze koude vuldraad kan vast zijn voor fluxkorst om speciale legeringen aan het lasmetaal toe te voegen. Een juiste regeling van de toevoeging van deze legeringselementen kan leiden tot een aanzienlijke verbetering van de laseigenschappen. Flux-gevulde draad kan ook worden gebruikt als een gewone elektrodedraad om toevoeging aan speciale legeringselementen in het lasmetaal te bereiken. Dergelijke varianten van het proces vereisen echter zorgvuldige en voorafgaande aandacht voor hun juiste toepassingen.

Variant # 4. Fus Arc-lassen:

Fus booglassen of continu bedekt elektrodelassen is een variant van het SAW-proces, dat ook kan worden beschouwd als een hybride tussen SMAW- en SAW-processen omdat het een open boog heeft zoals bij SMAW, maar de gebruikte apparatuur is die gebruikt voor automatische SAW-processen. De open boog van Fus Arc Welding stelt de operator in staat te allen tijde te zien wat er in het smeltbad gaande is.

De gebruikte elektrodedraad wordt continu bedekt met een flux die wordt vastgehouden in het spiraalvormig gewonden net bestaande uit dunne draden rond een massieve draad, zoals getoond in Fig. 8.38. Voor het bereiken van het elektrische contact worden deze spiraalvormig gewikkelde draden blootgehouden aan hun buitenste periferie.

Het proces wordt geïnitieerd door eerst de met flux bedekte draad vooruit te bewegen en contact te maken met het werk en wordt vervolgens teruggetrokken om een ​​stabiele boog te creëren. De boog kan worden voorzien van extra CO ₂ -afscherming om de kwaliteit van de las aanzienlijk te verbeteren vanwege een grotere vrijheid bij het samenstellen van de flux en de toelaatbare hogere niveaus van lasstroom.

Het smeltboogproces maakt dus gebruik van het gestuurde boogsysteem om de booglengte consistent te houden. Dit wordt gedaan door de boogspanning te meten die vrijwel recht evenredig is; dat wordt dan gebruikt om de toevoersnelheid van de elektrode te regelen.

Dit proces wordt hoofdzakelijk gebruikt voor het lassen van langsnaden en is dus van bijzonder nut bij scheepsbouw en constructieve fabricage waarbij hoeklassen worden gebruikt. Voor deze toepassingen is het proces bijzonder succesvol vanwege de open boogkarakteristieken en tolerantie voor slechte weersomstandigheden en plaatoppervlakomstandigheden.