Techniken für das automatische Unterpulverschweißen
In diesem Artikel werden die Verfahren und Techniken für die Herstellung von drei Arten von Verbindungen durch automatische SAW-Verfahren (Stumpfschweißnähte, Kehlnahtnähte und Rundnähte) beschrieben.
1. Stumpfschweißungen :
In Abhängigkeit von der Plattendicke und dem Arbeitsdesign können Stumpfschweißnähte durch Schweißen von einer oder beiden Seiten in einem oder mehreren Durchgängen und mit oder ohne Fasen oder Abschrägen hergestellt werden. Eine durch Schweißen von beiden Seiten hergestellte Stumpfnaht und eine weitere in drei Durchgängen von einer Seite hergestellte Schweißnaht sind in Abb. 8.13 dargestellt.
Ein vollständiges Eindringen in eine einseitige Schweißnaht zu erreichen ist schwierig ohne Durchbrennen und / oder Durchfließen von Metall auf die andere Seite.
Um jedoch durch eine einseitige Verschweißung eine gute Schweißung zu erreichen, werden eine Reihe von Vorrichtungen und Techniken eingesetzt, die Folgendes umfassen können:
1. Flussmittelträger
2. Kupfer-Sicherungsplatte oder -stange
3. Flussmittelkupferrücken
4. Permanente Sicherungsplatte aus Stahl
5. Integriertes Trägerregal
6. Manuell aufgebrachter Dichtungslauf.
1. Flussmittelträger:
Zum Schweißen auf einem Flussmittelträger wird ein Flussmittelbett entweder durch einen Gummischlauch (siehe Abb. 8.14), mit einem Druck von etwa 4 Atmosphären oder durch das Gewicht der Platte beim Schweißen eines schweren Werkstücks an der Unterseite des Werkstücks gehalten Teller. Beim Schweißen dünner Platten wird jedoch ein Flussmittelträger mit elektromagnetischen Halterungen verwendet. Umlaufende Stumpfnähte werden häufig mit einem Fluxbandträger hergestellt, wie in Abb. 8.15 dargestellt. In allen diesen Fällen formt das Flussmittelbett den Wurzellauf und schützt die Schweißnaht vor den schädlichen Einflüssen der atmosphärischen Gase.
2. Kupfer-Sicherungsplatte oder -bar:
Das Schweißen auf einer glatten Kupferstützplatte (siehe Abb. 8.16) wird angewendet, wenn die Werkstücke ohne Versatz in perfektem Zustand sind. Andernfalls kann das geschmolzene Metall durch den Spalt zwischen Werkstück und Stützplatte auslaufen.
Bei Verwendung einer Kupfer-Stützplatte sollte die Leistung des Lichtbogens um 10 bis 15% erhöht werden, um den entsprechenden Wärmeverlust durch die Stützplatte zu kompensieren.
Im Allgemeinen sind Stützbalken oder -platten aus Kupfer 40 bis 60 mm breit und 4 bis 6 mm dick. Bei einer Querschnittsdicke von mehr als 20 mm sollte die Dicke der Kupfer-Stützplatte jedoch nicht weniger als die Hälfte der Querschnittsdicke betragen.
3. Flussmittel-Kupfer-Träger:
Wenn das Werkstück nicht fest an einer Stützplatte gehalten werden kann oder das zu schweißende Metall für die hohe Wärmeabsorptionsrate durch die Kupfer-Stützplatte empfindlich ist, wird ein Flussmittel-Kupfer-Träger verwendet. In diesem Fall besteht der Träger aus einem flachen Flussmittelbett, das zwischen dem Werkstück und einer Kupferstützplatte vorgesehen ist (siehe Abb. 8.17). Bei dieser Art von Träger wird an der Unterseite der geschweißten Platten ein gut geformter Wulst erhalten.
4. Permanente Stahlstützplatte:
Das Schweißen auf einer festen Stahlsicherungsplatte, wie in Abb. 8.18 gezeigt, wie das Schweißen auf einem glatten Kupferrücken, wird angewendet, wenn zwischen den Kanten kein Versatz vorliegt. Der Abstand zwischen den vorbereiteten Kanten sollte 0-5 bis 1 mm betragen. Bei größerem Spalt kann das geschmolzene Metall zwischen den Kanten und der Stützplatte fließen und dadurch die Form der Schweißnaht beeinträchtigen.
Beim Schweißen wird der Stahlrücken teilweise geschmolzen und verschmilzt mit der Arbeit und wird Teil der Verbindung. Eine permanente Stahlsicherungsplatte wird nur verwendet, wenn sie die Leistung der geschweißten Struktur nicht beeinträchtigt. Die empfohlenen Abmessungen der Stützplatten aus Stahl für verschiedene Teilungsdicken sind in Tabelle 8.1 angegeben.
Integriertes Backing Shelf: Bei dieser Art von Backing werden auf den beiden zu schweißenden Platten passende Konturen bearbeitet. Solche Platten bilden, wenn sie ausgerichtet sind, ein Regal wie in Abb. 8.19 gezeigt, das genau als permanente Stahlstützplatte wirkt. Aufgrund der Schwierigkeiten bei der Kantenvorbereitung wird diese Trägermethode selten verwendet. Wenn es verwendet wird, ist es jedoch auf Umfangsnähte an dickwandigen Behältern, Rohren, Tankböden usw. beschränkt.
5. Dichtungslauf:
Der Versiegelungslauf wird nur dann auf einen manuell verlegten Wurzelverlauf angewendet, wenn keine perfekte Anpassung erzielt werden kann. Für eine bessere Qualität sollte der Wurzellauf in der Regel mit stark beschichteten Elektroden hergestellt werden und sollte nicht weniger als ein Drittel der Plattendicke, aber auch nicht mehr als 6 bis 8 mm betragen.
Beidseitiges Schweißen:
Beim Schweißen von beiden Seiten ist die Hauptschwierigkeit das Ablegen des ersten oder des Wurzellaufs. Bei einer guten Anpassung kann der Erstdurchlauf ohne Unterstützung mit einer Durchdringung von 60 bis 70% durchgeführt werden. Der Rest des Fugenquerschnitts wird von der anderen Seite her geschweißt, wobei das Werkstück umgedreht wird. Um zu verhindern, dass geschmolzenes Metall bei schlechtem Einbau aus dem Spalt herausläuft, werden häufig Flussbett oder temporäre Stützbänder verwendet.
Das Schweißen von beiden Seiten ist eher ein langsamer Prozess, er ist jedoch weniger anfällig für Schwankungen der Schweißbedingungen und erfordert keine aufwändige Befestigung, um Verzerrungen zu vermeiden, und hält das Werkstück somit in Form. Aus diesem Grund werden in allen wichtigen Konstruktionen Doppelfugenstöße bevorzugt, die von beiden Seiten durch das automatische Unterpulverschweißen geschweißt werden.
Bei Platten mit einer Dicke von mehr als 16 mm ist eine Kantenvorbereitung erforderlich, um eine übermäßige Verstärkungshöhe zu vermeiden, die normalerweise auf 20% der Plattendicke begrenzt sein sollte. Der V-Nut-Winkel wird zwischen 50 ° und 60 ° gehalten und die Nut ist auf 1/3 oder 1/2 der Plattendicke begrenzt.
Mehrfachschweißen wird verwendet, wenn dickere Abschnitte geschweißt werden sollen und nur eine Schweißquelle mit geringer Leistung verfügbar ist, die die Verbindung nicht in einem einzigen Durchgang fertigstellen kann.
2. Filetschweißungen:
Kehlnähte werden für T-Stücke, Ecken und Überlappungen verwendet. Eine Kehlnaht wird am besten in der unteren Position geformt, wobei die Elektrode mit beiden Teilen des Werkstücks gleiche Winkel bildet, wie in Abb. 8.20 dargestellt. Wenn es schwierig ist, die Arbeit in der Abwärtsposition einzurichten, erfolgt das Schweißen in horizontaler Position, wobei die Elektrode mit dem vertikalen Teil der Arbeit einen Winkel von 15 ° bis 45 ° bildet.
Die Hauptschwierigkeit beim Herstellen einer Kehlnaht in der horizontalen Position besteht darin, dass Hinterschneidungen am vertikalen Element erzeugt werden können und Überlappungen oder mangelnde Verschmelzung am horizontalen Element, insbesondere bei Kehlnähten mit einer Schenkellänge von mehr als 8 mm, möglich sind. In solchen Fällen ist es besser, die Schweißnaht in mehreren Durchgängen auszuführen. Die Schweißläufe sollten so angeordnet sein, dass während des nachfolgenden Durchlaufs geschmolzenes Metall und Schlacke nicht herauslaufen, wie in Abb. 8.21 dargestellt.
Überlappungsverbindungen können auch mit der Elektrode in aufrechter Position mit der als "Edge Wash" bekannten Methode verschweißt werden, wobei die Technik in Abb. 8.22 dargestellt ist. Eine aufrechte Elektrode wird entlang der Oberkante der Überlappungsverbindung bewegt (Abb. 8-22 (a)). Wenn die Elektrode nach rechts verschoben wird, wie in Abb. 8.22 (b), tritt zu starkes Eindringen der unteren Platte auf, und wenn die Elektrode nach links verschoben wird (Abb. 8-22 (c)), wird das Eindringen Auf der unteren Platte kann es zu einer Überlappung kommen.
Maßnahmen, die denen für Stumpfschweißungen ähneln, sollten angewendet werden, um ein Auslaufen von geschmolzenem Metall durch den Spalt zu verhindern. Einige der von den Herstellern ergriffenen Maßnahmen umfassen Flussbett, Asbestkord, Asbestverpackung, Rückseitenschweißen und Schweißen über einer Kupferstützplatte (siehe Abb. 8.23).
Abb. 8.23 Angewandte Methoden zur Verhinderung von Rundlaufkehlnähten
3. Umlaufende Schweißnähte:
Bei der automatischen SAW werden die umlaufenden Schweißnähte normalerweise in der Abwärtsschweißposition hergestellt, wobei das Werkstück kontinuierlich gedreht wird. Die Hauptschwierigkeit bei umlaufenden Schweißnähten besteht darin, dass das geschmolzene Metall nicht nur dazu neigt, durch den Spalt zu laufen, sondern auch dazu neigt, zusammen mit dem Flussmittel vom Umfang des zylindrischen Werkstücks zu fließen.
Diese Tendenz wird gesteuert, indem die Elektrode in einer versetzten Position in Bezug auf den obersten Punkt des Kreises in einer der Drehrichtung entgegengesetzten Richtung angeordnet wird, wie in Abb. 8.24 dargestellt. Der Versatz "a" sollte 15 bis 70 mm betragen, abhängig von der Schweißgeschwindigkeit und dem Durchmesser des Werkstücks. Bei einem übermäßigen Versatz können das geschmolzene Metall und das Flussmittel durch die Schwerkraft in die Versatzrichtung selbst fließen.
Bei der Herstellung von Schweißnähten mit kleinem Durchmesser in Umfangsrichtung wird frisches Flussmittel auf dem Werkstück durch einen an der Drahtführung des Schweißkopfes angebrachten Flusshalter festgehalten (siehe Abb. 8.25). Umlaufende Schweißnähte mit einem Durchmesser von 400 bis 800 mm werden mit einem Flux-Kupfer-Träger hergestellt, der stationär oder rollend sein kann, um ein Auslaufen der Metallschmelze durch den Spalt zu verhindern, wie in Abb. 8.26 gezeigt.
Abb. 8.25 Flussmittelhalter für Rundnähte an zylindrischen Behältern mit kleinem Durchmesser
Umlaufende Schweißnähte mit großem Durchmesser werden mit Hilfe des Flux-Belt-Trägers hergestellt, der im Abschnitt Stumpfnähte beschrieben wird, Abb. 8.15. Bei umlaufenden Schweißnähten an dickwandigen Behältern mit kleinem Durchmesser ist es am besten, ein in Fig. 8.19 gezeigtes integriertes Rückwandfach zu verwenden.
