Top 3 innovative Schweißmethoden

Dieser Artikel beleuchtet die drei innovativsten Schweißmethoden. Die Methoden sind: 1. Schwerkraftschweißen 2. Feuercrackerschweißen 3. Schweißen von Keramik.

Methode # 1. Schwerkraftschweißen:

Das Schwerkraftschweißen, das 1938 erfunden wurde, ist ein automatisches Schweißverfahren, das den SMAW-Prozess verwendet. Es verwendet einen einfachen kostengünstigen Mechanismus, der einen Elektrodenhalter umfasst, der an einer Halterung befestigt ist, die eine geneigte Stange nach unten gleitet, die in einem vorbestimmten Winkel zur Stange gehalten wird, wie in 22.34 gezeigt. Diese Methode wird fast immer zum Herstellen von Kehlnähten verwendet.

Sobald die Elektrodenspitze in der Wurzel der Verbindung positioniert ist und der Lichtbogen ausgelöst wird, schmilzt die Elektrode und die Klammer gleitet mit einer Geschwindigkeit entlang der Stange nach unten, die vom Neigungswinkel der Stange abhängt.

Die Elektrodenspitze bleibt während des gesamten Bewegungswegs mit dem Werkstück in Kontakt, wie in Abb. 22.35 dargestellt, bis die Elektrode auf eine Länge von etwa 50 mm reduziert wurde. Dann endet entweder die Bewegung der Halterung und der Lichtbogen erlischt oder die Halterung und Der Elektrodenhalter wird automatisch hochgestoßen, um den Lichtbogen zu brechen.

Eine frische Elektrode wird in den Elektrodenhalter geklemmt, der neu positioniert wird, um die Schweißung dort zu beginnen, wo die vorherige Elektrode angehalten hatte. Der erfolgreiche Betrieb eines Schwerkraftschweißers erfordert nicht nur, dass die Elektrodenbeschichtung das Werkstück während seiner gesamten Fahrt kontinuierlich berühren muss, sondern erfordert auch, dass die Schmelzrate der Elektrode ihrer Gleitgeschwindigkeit entsprechen muss.

Die Stromquelle, die mit Schwerkraftschweißgeräten verwendet wird, ist vom Typ mit konstantem Strom, der normalerweise für manuelle SMAW-Geräte verwendet wird, ist jedoch so eingestellt, dass sich ein Tastverhältnis von etwa 90% ergibt, verglichen mit einem 60% -igen Tastverhältnis, das für manuelle SMAW-Geräte erforderlich ist. In Abhängigkeit von der Größe und dem Elektrodentyp können Ströme von bis zu 400 A verwendet werden.

Die mit Schwerkraftschweißgeräten verwendeten Elektroden sind stark beschichtet und vom Typ E6027 und E7024, obwohl manchmal auch der Typ E7028 verwendet wird. Die am häufigsten verwendeten Elektroden mit Schwerkraftschweißgerät sind solche mit einem Durchmesser von 5 und 6 mm und einer Länge von 800 mm, obwohl auch die normalen Elektroden mit 450 mm Länge verwendet werden können, jedoch mit einem wesentlich geringeren wirtschaftlichen Vorteil.

Die Abscheiderate wird durch die Verwendung eines Schwerkraftschweißers gegenüber manuellem SMAW nur ​​geringfügig erhöht. Da jedoch ein Bediener gleichzeitig bis zu 5 Schwerkraftschweißgeräte bedienen kann, führt dies zu einer erhöhten Produktivität der Schweißer, verringert die Ermüdung des Schweißgeräts, minimiert die Schulung des Bedieners und führt zu erheblichen Einsparungen Schweißarbeitskosten. Tabelle 22.7 zeigt die abgeschiedene Metallmenge in kg / h bei Verwendung von manuellem SMAW im Vergleich zu zwei bis fünf Schwerkraftschweißern.

Das Schwerkraftschweißen eignet sich am besten für das Herstellen von Kehlnähten in horizontaler Position und liefert ausgezeichnete Ergebnisse, wenn eine ausreichende Anzahl von horizontalen Kehlnähten in einem kleinen Bereich hergestellt werden soll, da die Nähe der Schweißnähte es ermöglicht, alle Schwerkraftschweißeinheiten schnell zu bearbeiten Bewegen Sie sich von einer Einheit zur anderen, um sie erneut zu laden, leiten Sie den Bogen ein und lassen Sie ihn unbeaufsichtigt arbeiten. Eine solche Situation besteht bei der Herstellung von Schiffen. Deshalb wird dieses Verfahren am häufigsten für das Schweißen von Versteifungen für die Plattierung im Schiffbau in der ganzen Welt verwendet.

Schwerkraftschweißen wird auch im Bau von Eisenbahnwaggons und Binnenschiffen eingesetzt. Das Verfahren wurde zwar von japanischen Schiffbauern sehr vorteilhaft eingesetzt, aber seine wirtschaftlichen Vorteile wurden von den Verarbeitern nicht ausreichend genutzt. Es wird jedoch gehofft, dass das Schwerkraftschweißen zu gegebener Zeit einen wichtigen Platz beim Produktionsschweißen einnehmen wird.

Methode Nr. 2: Schweißen von Crackern:

Das in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelte Brandschweißverfahren ist ein Verfahren zum automatischen Herstellen von Stumpf- und Kehlnahtschweißungen mit langen, stark beschichteten Elektroden der Typen E6024 und E 7028. Bei diesem Vorgang wird die in einem Elektrodenhalter gehaltene Elektrode horizontal in den Spalt einer Stoßfuge oder in den Winkel einer Kehlnaht gestellt, wobei eine Kupferform geeigneter Form so angeordnet ist, dass sie die gesamte Länge der Elektrode abdeckt, wie in Abb. 22.36 gezeigt.

Der Lichtbogen wird durch Kurzschließen des blanken Endes der Elektrode mit dem Werkstück unter Verwendung eines Kohlenstoffstabs gezündet. Die Bogenlänge hängt von der Dicke der Beschichtung ab. Sobald der Lichtbogen gestartet ist, schmilzt die Elektrode und lagert das darunter liegende Material ab. Der Vorgang wird automatisch wie ein Feuerknacker abgeschlossen.

Die für das Crackerschweißen verwendeten Elektroden sind normalerweise 1 m lang und haben einen Durchmesser von 5 bis 8 mm. Es können sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromquellen verwendet werden, jedoch wird Wechselstrom bevorzugt, um einen Lichtbogenschlag zu vermeiden.

Das Brandschweißen ist eine einfache Methode, mit der die Produktivität eines Schweißgeräts erhöht werden kann, da ein Bediener gleichzeitig mehrere Brandschweißungen herstellen kann. Es hat jedoch einige Schwierigkeiten, die damit verbunden sind, einschließlich der Notwendigkeit einer sorgfältigen Vorbereitung der Verbindungskanten, der Notwendigkeit einer speziellen Kupferform für jede Art und Größe der Verbindung, die Schwierigkeit, das Eindringen der Schweißnaht zu kontrollieren, und die Notwendigkeit, extra lange Elektroden zu beschaffen mit schweren Beschichtungen.

Das Brandschweißen ist nicht sehr beliebt, obwohl es für den Bau von Brücken, Tanks und Eisenbahnwaggons vorteilhaft eingesetzt werden kann. Es kann zum Schweißen von Vierkantstumpfnähten in Material mit einem Dickenbereich von 1 bis 3 mm und Kehlnähten in Platten mit einer Dicke von 5 mm und mehr verwendet werden. Die Qualität der Schweißnähte, die durch das Crack-Schweißen hergestellt werden, ähnelt der Qualität der Schweißnähte, die im manuellen SMAW-Prozess hergestellt werden.

Eine Variante des Brandschutzschweißens verwendet beschichtete Elektroden, die im Flussmittel verlegt sind, wodurch der Einsatz von Kupferformen entfällt. Das Flussmittel besteht aus Quarzsand oder einer komplexen Mischung von Silikaten mit 8 bis 10% flüssigem Kaliumsilicat, um als Bindemittel zu dienen, um eine Flussmittelpaste mit ausreichender Porosität zu bilden, damit Gase während des Schweißens entweichen können.

Die zum Abdecken der beschichteten Elektrode verwendete Flussmittelschicht ist 10 - 20 mm tief. Andere Details des Prozesses ähneln denen des normalen Brandschweißens. Die aktuelle Einstellung ist 10 - 20% höher als für manuelle SMAW. Die durch das Schmelzen von Beschichtung und Flussmittel gebildete Schlacke ist leicht ablösbar.

Das Brandschweißen kann für alle Arten von Kehl- und Stoßverbindungen in der unteren Position des Schweißens verwendet werden. Bestimmte Schweißnähte, die nur schwer zugänglich sind oder von manueller SMAW nicht durchführbar sind, können oft durch dieses Verfahren hergestellt werden.

Methode Nr. 3: Schweißen von Keramiken:

Keramiken sind anorganische nichtmetallische Verbindungen, die durch Wärmeeinwirkung hergestellt werden, und umfassen Tonprodukte, Zemente, Silikatgläser und andere feuerfeste glasartige Materialien. Keramiken, die für technische Anwendungen verwendet werden, werden als "technische Keramiken" bezeichnet und umfassen Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Zirkoniumoxid usw.

Technische Keramik zeigt im Allgemeinen eine höhere Härte, eine höhere Dimensionsstabilität, einen höheren Elastizitätsmodul, eine hohe Korrosionsbeständigkeit, einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine geringere Dichte sowie eine höhere Festigkeit bei höheren Temperaturen, wie in Abb. 22.37 gezeigt. Tabelle 22.8 zeigt einige der physikalischen Eigenschaften ausgewählter technischer Keramiken und Metalle.

Formteile aus Keramik werden in der Regel nach dem Verfahren der Pulvertechnologie hergestellt. Diese Komponenten müssen jedoch häufig zusammengefügt werden, um eine komplexere Form zu erzeugen, und viele Anwendungen erfordern das Verbinden von Keramik mit Metallen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden im Allgemeinen Schweißverfahren und verwandte Prozesse eingesetzt.