Modern ağır sanayi ve çelik boru imalatında en yaygın kullanılan ve verimli otomatik kaynak proseslerinden biri,tozaltı ark kaynağı(TESTERE). Olgun bir teknoloji olarak SAW, tozaltı ark, akı koruması, derin nüfuziyet, istikrarlı kaynak kalitesi ve daha az sıçrama gibi özelliklere sahiptir. MIG ve TIG (açık ark) kaynak yöntemlerinden farklı olarak tozaltı ark kaynağında arkın tamamı ve erimiş havuz tamamen kaplanır ve flux tarafından korunur, böylece kaynak alanı havadan izole edilir ve oksidasyon kusurları önlenir. Endüstriyel üretim başladığından bu yana tozaltı ark kaynağı, spiral kaynaklı borular, kalın-duvarlı çelik yapılar, basınçlı kaplar, kazan imalatı, gemi yapımı ve büyük ekipman imalatı için temel kaynak işlemi haline geldi. Toz altı kaynağı, kalın levha kaynağına uygunluğu, güçlü akım kapasitesi ve otomasyon kolaylığı nedeniyle ağır sanayi imalatında yeri doldurulamaz bir yer işgal etmiştir.
Temel Tanım ve Çalışma Prensibi
Tozaltı ark kaynağı, dolgu malzemesi olarak masif tel kullanan ve otomatik veya yarı-otomatik bir ark kaynağı işlemidir.akıkoruyucu ortam olarak. Bu işlemin en önemli özelliği kaynak işlemi sırasında arkın fluks tabakası ile kaplanması ve açık alevin görülmemesidir. Kaynağın tüm metalurjik reaksiyonu, sızdırmaz bir cüruf koruma ortamında tamamlanır.
Çalışma prensibi dört aşamaya ayrılabilir: ark tutuşması, ısıyla eritme, metalurjik reaksiyon ve cüruf oluşumuna karşı koruma. Kaynak makinesi çalışmaya başladığında, kaynak teli ile iş parçası arasındaki kısa devre geçici bir akım oluşturarak arkı ateşler. Aynı zamanda, yüksek-sıcaklıktaki ark ısısı çevredeki akıyı, kaynak telini ve temel malzemeyi eritir. Erimiş akı, yüksek-sıcaklıktaki erimiş havuzu tamamen kaplayabilen viskoz ve yoğun bir sıvı cüruf tabakası oluşturur. Bu cüruf tabakası havadaki oksijeni, nitrojeni ve su buharını izole ederek zararlı gazların kaynak dikişine girmesini engeller. Aynı zamanda, erimiş cüruf ile erimiş çelik arasında deoksidasyon, kükürt giderme ve fosfor giderme gibi bir dizi karmaşık metalurjik reaksiyon meydana gelir ve böylece kaynak dikişinin mikro yapısı saflaştırılır ve kaynak bağlantısının mekanik özellikleri iyileştirilir. Soğuduktan sonra sıvı cüruf, kaynak yüzeyinde sert bir kabuk halinde katılaşır, bu kabuk çıkarılması kolaydır ve düzgün ve düzgün bir kaynak oluşturur.
SAW sisteminin ana ekipman ve malzemeleri
Komple bir tozaltı kaynak sistemi, profesyonel kaynak ekipmanı, kaynak teli ve özel fluxtan oluşur.
1. Kaynak ekipmanı
Çekirdek ekipman esas olarak otomatik kaynak güç kaynağı, tel besleyici, kaynak arabası veya mobil portal sistemi, akı kaynağı ve geri kazanım cihazından oluşur. Kaynak güç kaynağı, arkın sürekli ve stabil yanmasını sağlamak için stabil akım ve voltaj sağlar. Otomatik tel besleyici, ark kesintisini ve dengesiz eriyik havuzunu önlemek için tel besleme hızını hassas bir şekilde kontrol edebilir ve bunu kaynak hareket hızıyla eşleştirebilir. Yürüyen araba, kaynak tabancasını eşit bir hızda hareket edecek şekilde hareket ettirerek kaynak genişliği ve nüfuz derinliğinin tutarlılığını sağlar. Buna ek olarak, otomatik flux sirkülasyon sistemi, fluxun otomatik olarak yayılmasını ve geri kazanılmasını sağlayabilir, sadece kaynak işlemi sırasında sürekli koruma sağlamakla kalmaz, aynı zamanda malzeme kullanımını iyileştirerek üretim maliyetlerini azaltır.
2. Kaynak teli ve akı
Tozaltı ark kaynağı, metalurjik optimizasyonu sağlamak için kaynak teli ve akının birleşik etkisine dayanır. Kaynak teli dolgu metali ve alaşım elementleri sağlarken, dekapan koruyucu, oksit giderici ve yabancı maddeleri giderici bir madde olarak hizmet eder. Karbon çeliği, düşük-alaşımlı yüksek-mukavemetli çelik ve boru hattı çeliği gibi farklı çelik türleri, karşılık gelen nötr, asidik veya alkalin akışları gerektirir. Bunların arasında, alkalin eritkenler, kaynağın düşük-sıcaklık dayanıklılığını ve çatlama direncini önemli ölçüde artırabilen ve yüksek- standart boru hattı ve basınçlı kap kaynağı için uygun olan, nispeten güçlü bir yabancı madde giderme kabiliyetine sahiptir; Asidik akışlar iyi proses performansına, kararlı ark ve güzel kaynak oluşumuna sahiptir ve esas olarak sıradan yapısal çeliğin kaynağında kullanılır.
Tozaltı Ark Kaynağının Komple Teknolojik Süreci
1. Kaynak Öncesi-Hazırlık
Kaynak öncesi-işlem, kaynağın kalitesini sağlamada çok önemli bir adımdır. Öncelikle, gözenekler, cüruf kalıntıları ve yabancı maddelerin neden olduğu çatlaklar gibi kusurları önlemek için ürün yüzeyi ve kaynak alanı pas, oksit pulları, yağ lekeleri, nem ve diğer yabancı maddelerden arındırılarak iyice temizlenmelidir. İkinci olarak, iç su buharını çıkarmak için akının belirli bir yüksek sıcaklıkta kurutulması gerekir, böylece kaynak dikişindeki hidrojen içeriği azaltılır ve hidrojenin- neden olduğu soğuk çatlamadan kaçınılır. Ayrıca operatörün, düzgün bir nüfuz katmanı ve iyi bir kaynaşma sağlamak için kaynak montaj aralığını ve kaynak açısını sacın kalınlığına ve kaynak standartlarına göre ayarlaması gerekir.
2. Parametre Ayarları ve Deneme Kaynağı
Resmi kaynak işleminden önce personelin kaynak akımı, voltaj, ark hareket hızı ve tel uzunluğu vb. dahil olmak üzere temel işlem parametrelerini ayarlaması gerekir. Akım, kaynağın ısı girdisini ve nüfuz etme derinliğini belirler; voltaj, kaynak dikişinin genişliğini ve kaynak dikişinin görünümünü kontrol eder; ark hareket hızı kaynak verimliliğini ve ergitme kalitesini etkiler. Parametreler düzgün şekilde eşleşmezse, yetersiz nüfuz etme derinliği, yanma-, eksik erime veya düzensiz kaynak oluşumuyla sonuçlanabilir. Büyük-ölçekli üretimde parametrelerin stabilitesini ve nitelikli kaynak performansını sağlamak için deneme kaynağının yapılması gerekir.
3. Resmi kaynak ve akı koruması
Resmi kaynak işlemi sırasında, flux besleme cihazı, fluxu kaynak dikişi üzerine eşit şekilde yayarak yeterli bir flux tabakası kalınlığı oluşturur. Kaynak teli sürekli olarak beslenir ve elektrik arkı, akı katmanının altında stabil bir şekilde yanar. Yüksek-sıcaklıktaki elektrik arkı, temel malzemeyi ve kaynak telini eriterek bir eriyik havuzu oluşturur. Aynı zamanda akı eridikten sonra havayı izole eden ve metalurjik saflaştırmayı tamamlayan koruyucu bir cüruf tabakası oluşur. Kaynak arabası sürekli ve uzun mesafeli kaynak sağlamak için sabit bir hızla ileri doğru hareket eder-. Spiral kaynaklı borular ve kalın-cidarlı çelik yapılar için genellikle çift-taraflı tozaltı ark kaynağı kullanılır. Tam nüfuziyet ve yoğun bir kaynak yapısı sağlamak için önce iç kaynak yapılır, ardından dış kaynak yapılır.
4. Kaynak-sonrası işlem ve muayene
Kaynak tamamlandıktan sonra doğal soğumayı bekleyin ve yüzeydeki cüruf kabuğunu çıkarın. Kaynak yüzeyi pürüzsüz ve düzdür ve iyi şekillendirme kalitesine sahiptir. Boru hattı çeliği ve basınçlı kaplar gibi yüksek-kaliteli ürünler için, dahili çatlakları, cüruf kalıntılarını ve eksik ergitme kusurlarını tespit etmek üzere ultrasonik test ve X-ışını kusur tespiti gibi kaynak-sonrası tahribatsız{{4} muayeneler gereklidir. Aynı zamanda, kaynak mukavemeti ve tokluğunun endüstriyel standartları karşılayıp karşılamadığını doğrulamak için çekme testleri ve darbe testleri gibi mekanik özellik testlerinin yapılması gerekmektedir.
Temel teknolojik avantajlar
Endüstriyel üretim prosesinde tozaltı kaynağı, kalın levha kaynağı ve uzun kaynak dikişi kaynaklarında yeri doldurulamaz teknik avantajlara sahiptir. İlk olarak, akı koruma sistemi havayı tamamen izole edebilir, bu da kaynak dikişinde çok düşük gaz içeriği ve mükemmel mekanik özelliklere sahip yoğun bir iç yapı sağlar. İkincisi, tozaltı ark kaynağı, yüksek akımlara dayanabilir ve büyük ısı girdisi elde edebilir, iyi nüfuz etme kabiliyetine sahiptir ve sıradan kaynak işlemleriyle tamamlanamayan kalın levha kaynağı için özellikle uygundur. Üstelik bu otomatik kaynak yöntemi yüksek üretim verimliliğine, stabil kaynak prosesine, düşük hata oranına ve insan emeğine çok az bağımlılığa sahiptir. Dördüncüsü, kaynak dumanından kaynaklanan kirlilik önemli ölçüde azaltılarak sahadaki çalışma ortamı ve güvenliği-iyileştirilir. Beşincisi, kaynak dikişi pürüzsüz ve tekdüzedir, neredeyse hiç sıçrama yapmaz, sonraki taşlama ve ince işleme iş yükünü önemli ölçüde azaltır ve üretim verimliliğini artırır.
Sınırlamalar
Tozaltı kaynağının önemli avantajları olmasına rağmen bazı teknik sınırlamaları da vardır. Kaynak işlemi sırasında akı kapsamına duyulan ihtiyaç nedeniyle, tozaltı ark kaynağı yalnızca düz kaynak ve yatay kaynak için uygundur ve dikey kaynak ve baş üstü kaynak gibi tam-konumlu kaynakları sağlayamaz. Bu nedenle konum sınırlamaları vardır. Ayrıca, tozaltı ark kaynağı ince plaka kaynağı için uygun değildir çünkü tozaltı ark kaynağının ısı girdisi çok büyüktür ve bu da plakanın deformasyonuna veya tamamen yanmasına neden olabilir. Aynı zamanda kaynak ekipmanının büyük boyutu nedeniyle karmaşık ve düzensiz şekilli küçük iş parçaları-yanı sıra mobil inşaat senaryoları için de uygun değildir. Fiili üretimde, sıkı bir temel süreç kontrolü gerçekleştirilmelidir: hidrojen- kaynaklı çatlakları önlemek için akının kuruma sıcaklığının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi; Elektrotun nüfuz etmemesini veya aşırı ısınmasını önlemek için akımı ve voltajı tam olarak eşleştirin; hava girişini önlemek için akının eşit şekilde kapsanmasını sağlayın; Kaynak oluşumunu stabilize etmek için kaynak hızını makul şekilde kontrol edin.
Ana endüstriyel uygulamalar
Ark kaynağı, yüksek standartlarda kalite ve verimliliğin gerekli olduğu ağır sanayi imalat alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
1. Çelik boru endüstrisinde, spiral kaynaklı borular ve büyük-çaplı uzunlamasına dikişli kaynaklı borular için özel bir kaynak işlemidir ve uzun-mesafeli petrol ve gaz boru hatlarında, belediye su tedarik boru hatlarında ve rüzgar enerjisi mühendislik boru hatlarında yaygın olarak kullanılır.
2. Ağır çelik yapı endüstrisinde, köprü çelik levhaları, bina yük-taşıyıcı yapıları ve liman makineleri imalatı için tozaltı ark kaynağı teknolojisi kullanılmaktadır.
3. Basınçlı kap ve kazan imalatında bu teknoloji, yüksek-basınç toleransı ve hava sızdırmazlığını sağlamak amacıyla kalın-duvarlı silindir kaynağı için kullanılır.
4. Gemi inşası ve denizcilik mühendisliği alanında, tozaltı ark kaynağı, gemi gövdesi çelik levhalarının ve açık deniz platformu bileşenlerinin yapısal stabilitesini ve korozyon direncini sağlayabilir.
Otomasyonun ve akıllı üretimin sürekli gelişmesiyle birlikte, tozaltı ark kaynağı teknolojisi, yavaş yavaş akıllı parametre ayarlamaya, robot işbirliğine dayalı kaynağa ve verimli kaynağa doğru gelişerek endüstriyel üretim verimliliğini daha da artırıyor.
Tozaltı ark kaynağı, akının korunması ve metalurjik saflaştırma yoluyla kaynaklamayı sağlayan verimli, yüksek{0}}kaliteli ve son derece otomatikleştirilmiş bir kaynak işlemidir. Geleneksel yarık ark kaynağından farklı olarak tozaltı ark kaynağı, koruma için granüler akı kullanır, kapalı kaynağa olanak tanır, gözeneklilik kusurlarını etkili bir şekilde ortadan kaldırır ve kaynak metalini saflaştırarak daha iyi mekanik özellikler sağlar. Derin nüfuziyet, stabil proses, estetik kaynak görünümü, düşük hata oranı gibi önemli avantajlara sahiptir. Özellikle kalın levhalar, uzun kaynaklar ve büyük-ölçekli endüstriyel üretim için uygundur.
Kaynak pozisyonları ve ince levha kaynağı konusunda belirli kısıtlamalara sahip olmasına rağmen, ağır sanayi, boru hattı imalatı, basınçlı kap üretimi ve çelik yapı mühendisliği alanlarında halen hakim konumdadır. Gelecekte, kaynak teknolojisi ve otomatik kontrol sistemlerindeki sürekli yeniliklerle tozaltı ark kaynağı, daha yüksek kaynak verimliliği, daha düşük kusur oranları ve daha istikrarlı kaynak performansı elde edecek ve modern endüstriyel altyapının inşasını destekleyen temel bir kaynak işlemi olmaya devam edecektir.
