Μεταξύ των πιο ευρέως χρησιμοποιούμενων και αποτελεσματικών διαδικασιών αυτόματης συγκόλλησης στη σύγχρονη βαριά βιομηχανία και την κατασκευή χαλύβδινων σωλήνων, μία είναισυγκόλληση με βυθισμένο τόξο(ΠΡΙΟΝΙ). Ως ώριμη τεχνολογία, το SAW διαθέτει χαρακτηριστικά όπως βυθισμένο τόξο, προστασία ροής, βαθιά διείσδυση, σταθερή ποιότητα συγκόλλησης και λιγότερο πιτσίλισμα. Σε αντίθεση με τις μεθόδους συγκόλλησης MIG και TIG (ανοιχτού τόξου), ολόκληρο το τόξο και η λιωμένη δεξαμενή της συγκόλλησης με βυθισμένο τόξο καλύπτονται πλήρως και προστατεύονται από ροή, απομονώνοντας έτσι την περιοχή συγκόλλησης από τον αέρα και αποφεύγοντας ελαττώματα οξείδωσης. Από τότε που ξεκίνησε η βιομηχανική παραγωγή, η συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο έγινε η βασική διαδικασία συγκόλλησης για σπειροειδείς συγκολλημένους σωλήνες, χαλύβδινες κατασκευές με παχύ{{3} τοίχωμα, δοχεία πίεσης, κατασκευή λεβήτων, ναυπηγική βιομηχανία και κατασκευή μεγάλου εξοπλισμού. Λόγω της καταλληλότητάς της για συγκόλληση παχιών πλακών, της ισχυρής χωρητικότητας ρεύματος και της ευκολίας αυτοματισμού, η συγκόλληση με βυθισμένο τόξο έχει καταλάβει μια αναντικατάστατη θέση στη βαριά βιομηχανία κατασκευής.
Βασικός Ορισμός και Αρχή Εργασίας
Η συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο είναι μια αυτόματη ή ημι{0}}διεργασία συγκόλλησης τόξου που χρησιμοποιεί συμπαγές σύρμα ως υλικό πλήρωσης καιροήως προστατευτικό μέσο. Το βασικό χαρακτηριστικό αυτής της διαδικασίας είναι ότι κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, το τόξο καλύπτεται από το στρώμα ροής και δεν φαίνεται ανοιχτή φλόγα. Ολόκληρη η μεταλλουργική αντίδραση της συγκόλλησης ολοκληρώνεται σε σφραγισμένο περιβάλλον προστασίας από σκωρία.
Η αρχή λειτουργίας του μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα στάδια: ανάφλεξη με τόξο, θερμική τήξη, μεταλλουργική αντίδραση και προστασία σχηματισμού σκωρίας. Όταν ξεκινά η μηχανή συγκόλλησης, το βραχυκύκλωμα μεταξύ του σύρματος συγκόλλησης και του τεμαχίου εργασίας δημιουργεί ένα παροδικό ρεύμα, αναφλέγοντας έτσι το τόξο. Ταυτόχρονα, η θερμότητα του τόξου υψηλής-θερμοκρασίας λιώνει την περιβάλλουσα ροή, το σύρμα συγκόλλησης και το υλικό βάσης. Η τηγμένη ροή σχηματίζει ένα παχύρρευστο και πυκνό στρώμα υγρής σκωρίας που μπορεί να καλύψει πλήρως τη δεξαμενή λιωμένου-υψηλής θερμοκρασίας. Αυτό το στρώμα σκωρίας μπορεί να απομονώσει το οξυγόνο, το άζωτο και τους υδρατμούς στον αέρα, αποτρέποντας την είσοδο επιβλαβών αερίων στη ραφή συγκόλλησης. Ταυτόχρονα, μια σειρά από πολύπλοκες μεταλλουργικές αντιδράσεις συμβαίνουν μεταξύ της τηγμένης σκωρίας και του τηγμένου χάλυβα, όπως η αποξείδωση, η αποθείωση και η αποφωσφοροποίηση, καθαρίζοντας έτσι τη μικροδομή της ραφής συγκόλλησης και βελτιώνοντας τις μηχανικές ιδιότητες της ένωσης συγκόλλησης. Μετά την ψύξη, η υγρή σκωρία στερεοποιείται σε ένα σκληρό κέλυφος στην επιφάνεια συγκόλλησης, το οποίο αφαιρείται εύκολα και σχηματίζει μια λεία και ομοιόμορφη συγκόλληση.
Ο κύριος εξοπλισμός και τα υλικά του συστήματος SAW
Ένα πλήρες σύστημα συγκόλλησης με υποβρύχιο τόξο αποτελείται από επαγγελματικό εξοπλισμό συγκόλλησης, σύρμα συγκόλλησης και ειδική ροή.
1. Εξοπλισμός συγκόλλησης
Ο βασικός εξοπλισμός αποτελείται κυρίως από αυτόματο τροφοδοτικό συγκόλλησης, τροφοδότη καλωδίων, τρόλεϊ συγκόλλησης ή σύστημα κινητής γέφυρας, συσκευή παροχής ροής και ανάκτησης. Το τροφοδοτικό συγκόλλησης παρέχει σταθερό ρεύμα και τάση για να εξασφαλίσει τη συνεχή και σταθερή καύση του τόξου. Ο αυτόματος τροφοδότης καλωδίων μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια την ταχύτητα τροφοδοσίας του σύρματος και να την ταιριάξει με την ταχύτητα κίνησης συγκόλλησης για να αποφευχθεί η διακοπή του τόξου και η ασταθής λιωμένη πισίνα. Το καροτσάκι βάδισης οδηγεί το πιστόλι συγκόλλησης να κινείται με ομοιόμορφη ταχύτητα, διασφαλίζοντας τη συνοχή του πλάτους συγκόλλησης και του βάθους διείσδυσης. Επιπλέον, το αυτόματο σύστημα κυκλοφορίας ροής μπορεί να επιτύχει την αυτόματη διασπορά και ανάκτηση της ροής, όχι μόνο εξασφαλίζοντας συνεχή προστασία κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, αλλά και βελτιώνοντας τη χρήση του υλικού και μειώνοντας έτσι το κόστος παραγωγής.
2. Σύρμα συγκόλλησης και ροή
Η συγκόλληση με βυθισμένο τόξο βασίζεται στη συνδυασμένη επίδραση του σύρματος συγκόλλησης και της ροής για την επίτευξη μεταλλουργικής βελτιστοποίησης. Το σύρμα συγκόλλησης παρέχει πληρωτικά στοιχεία μετάλλου και κράματος, ενώ η ροή χρησιμεύει ως προστατευτικός, αποοξειδωτικός παράγοντας και απομάκρυνσης ακαθαρσιών. Διαφορετικοί τύποι χάλυβα, όπως ανθρακούχο χάλυβας, χάλυβας χαμηλής-κράματος υψηλής-αντοχής και χάλυβας αγωγών, απαιτούν αντίστοιχες ουδέτερες, όξινες ή αλκαλικές ροές. Μεταξύ αυτών, οι αλκαλικές ροές έχουν σχετικά ισχυρή ικανότητα αφαίρεσης ακαθαρσιών, η οποία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη σκληρότητα της συγκόλλησης σε χαμηλή-θερμοκρασία και την αντίσταση στη ρωγμή και είναι κατάλληλα για συγκόλληση αγωγών και δοχείων πίεσης υψηλών-προτύπων. Οι όξινες ροές έχουν καλή απόδοση διεργασίας, σταθερό τόξο και όμορφο σχηματισμό συγκόλλησης και χρησιμοποιούνται κυρίως για τη συγκόλληση συνηθισμένου δομικού χάλυβα.
Ολοκληρωμένη Τεχνολογική Διαδικασία Συγκόλλησης Βυθισμένου Τόξου
1. Προ-Προετοιμασία συγκόλλησης
Η προ{0}}επεξεργασία συγκόλλησης είναι ένα κρίσιμο βήμα για τη διασφάλιση της ποιότητας της συγκόλλησης. Πρώτον, η επιφάνεια του προϊόντος και η περιοχή συγκόλλησης πρέπει να καθαριστούν σχολαστικά, αφαιρώντας τη σκουριά, τα λέπια οξειδίων, τους λεκέδες από λάδι, την υγρασία και άλλες ακαθαρσίες για να αποφευχθούν ελαττώματα όπως πόροι, εγκλείσματα σκωρίας και ρωγμές που προκαλούνται από ακαθαρσίες. Δεύτερον, η ροή πρέπει να στεγνώσει σε μια συγκεκριμένη υψηλή θερμοκρασία για την απομάκρυνση των εσωτερικών υδρατμών, μειώνοντας έτσι την περιεκτικότητα σε υδρογόνο στη ραφή συγκόλλησης και αποφεύγοντας το κρύο ράγισμα που προκαλείται από το υδρογόνο-. Επιπλέον, ο χειριστής πρέπει να προσαρμόσει το διάκενο του συγκροτήματος συγκόλλησης και τη γωνία συγκόλλησης σύμφωνα με το πάχος του φύλλου και τα πρότυπα συγκόλλησης για να εξασφαλίσει ομοιόμορφο στρώμα διείσδυσης και καλή σύντηξη.
2. Ρυθμίσεις παραμέτρων και δοκιμαστική συγκόλληση
Πριν από την επίσημη διαδικασία συγκόλλησης, το προσωπικό πρέπει να ρυθμίσει τις παραμέτρους της διαδικασίας πυρήνα, συμπεριλαμβανομένου του ρεύματος συγκόλλησης, της τάσης, της ταχύτητας κίνησης του τόξου και του μήκους του σύρματος κ.λπ. Το ρεύμα καθορίζει την είσοδο θερμότητας και το βάθος διείσδυσης της συγκόλλησης. η τάση ελέγχει το πλάτος της ραφής συγκόλλησης και την εμφάνιση του σφαιριδίου συγκόλλησης. η ταχύτητα κίνησης του τόξου επηρεάζει την απόδοση συγκόλλησης και την ποιότητα της σύντηξης. Εάν οι παράμετροι δεν αντιστοιχιστούν σωστά, μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα ανεπαρκές βάθος διείσδυσης, έγκαυμα-, ατελής σύντηξη ή ανομοιόμορφο σχηματισμό συγκόλλησης. Για να διασφαλιστεί η σταθερότητα των παραμέτρων και η κατάλληλη απόδοση συγκόλλησης σε παραγωγή μεγάλης-κλίμακας, πρέπει να πραγματοποιηθεί δοκιμαστική συγκόλληση.
3. Επίσημη συγκόλληση και προστασία ροής
Κατά τη διάρκεια της επίσημης διαδικασίας συγκόλλησης, η συσκευή παροχής ροής απλώνει ομοιόμορφα τη ροή στη ραφή συγκόλλησης, σχηματίζοντας επαρκές πάχος του στρώματος ροής. Το σύρμα συγκόλλησης τροφοδοτείται συνεχώς και το ηλεκτρικό τόξο καίγεται σταθερά κάτω από το στρώμα ροής. Το ηλεκτρικό τόξο υψηλής- θερμοκρασίας λιώνει το υλικό βάσης και το σύρμα συγκόλλησης, σχηματίζοντας μια λιωμένη λίμνη. Ταυτόχρονα, μετά την τήξη της ροής, σχηματίζεται ένα προστατευτικό στρώμα σκωρίας, απομονώνοντας τον αέρα και ολοκληρώνοντας τον μεταλλουργικό καθαρισμό. Το καρότσι συγκόλλησης κινείται προς τα εμπρός με σταθερή ταχύτητα για να επιτύχει συνεχή και-συγκόλληση σε μεγάλες αποστάσεις. Για σπειροειδείς συγκολλημένους σωλήνες και χαλύβδινες κατασκευές με πάχος-τοίχωμα, χρησιμοποιείται συνήθως συγκόλληση με βυθισμένο τόξο διπλής-όψης. Πρώτα γίνεται η εσωτερική συγκόλληση, ακολουθούμενη από την εξωτερική συγκόλληση, για να εξασφαλιστεί πλήρης διείσδυση και πυκνή δομή συγκόλλησης.
4. Μετά-επεξεργασία και επιθεώρηση συγκόλλησης
Αφού ολοκληρωθεί η συγκόλληση, περιμένετε για φυσική ψύξη και αφαιρέστε το επιφανειακό κέλυφος σκωρίας. Η επιφάνεια συγκόλλησης είναι λεία και επίπεδη, με καλή ποιότητα διαμόρφωσης. Για προϊόντα υψηλής ποιότητας, όπως χάλυβας αγωγών και δοχεία πίεσης, απαιτούνται δοκιμές μετά την{3}}μη καταστροφική συγκόλληση, όπως δοκιμές υπερήχων και ανίχνευση ελαττωμάτων ακτίνων Χ- για τον εντοπισμό εσωτερικών ρωγμών, εγκλεισμάτων σκωρίας και ελλιπών ελαττωμάτων σύντηξης. Ταυτόχρονα, πρέπει να διεξαχθούν δοκιμές μηχανικών ιδιοτήτων, όπως δοκιμές εφελκυσμού και δοκιμές κρούσης για να επαληθευτεί εάν η αντοχή και η σκληρότητα της συγκόλλησης πληρούν τα βιομηχανικά πρότυπα.
Βασικά τεχνολογικά πλεονεκτήματα
Στη βιομηχανική παραγωγική διαδικασία, η συγκόλληση με βυθισμένο τόξο έχει αναντικατάστατα τεχνικά πλεονεκτήματα στη συγκόλληση με παχιά πλάκα και στη συγκόλληση με μακριές ραφές. Πρώτον, το σύστημα προστασίας ροής μπορεί να απομονώσει πλήρως τον αέρα, με αποτέλεσμα πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε αέρια μέσα στη ραφή συγκόλλησης και μια πυκνή εσωτερική δομή με εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Δεύτερον, η συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο μπορεί να αντέξει υψηλά ρεύματα και να επιτύχει μεγάλη εισροή θερμότητας, έχοντας καλή ικανότητα διείσδυσης και είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για συγκόλληση παχιάς πλάκας που δεν μπορεί να ολοκληρωθεί με συνηθισμένες διαδικασίες συγκόλλησης. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος αυτόματης συγκόλλησης έχει υψηλή απόδοση παραγωγής, σταθερή διαδικασία συγκόλλησης, χαμηλό ποσοστό ελαττωμάτων και πολύ μικρή εξάρτηση από την ανθρώπινη εργασία. Τέταρτον, η ρύπανση από τον καπνό συγκόλλησης μειώνεται σημαντικά, βελτιώνοντας το-περιβάλλον εργασίας και την ασφάλεια στο εργοτάξιο. Πέμπτον, η ραφή συγκόλλησης είναι λεία και ομοιόμορφη, χωρίς σχεδόν πιτσίλισμα, μειώνοντας σημαντικά τον φόρτο εργασίας της επακόλουθης λείανσης και λεπτής επεξεργασίας και βελτιώνοντας την απόδοση παραγωγής.
Περιορισμοί
Αν και η συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο έχει σημαντικά πλεονεκτήματα, έχει επίσης ορισμένους τεχνικούς περιορισμούς. Λόγω της ανάγκης για κάλυψη ροής κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, η συγκόλληση με βυθισμένο τόξο είναι κατάλληλη μόνο για επίπεδη και οριζόντια συγκόλληση και δεν μπορεί να επιτύχει συγκόλληση πλήρους θέσης, όπως κατακόρυφη και εναέρια συγκόλληση. Επομένως, υπάρχουν περιορισμοί θέσης. Επιπλέον, η συγκόλληση με βυθισμένο τόξο δεν είναι κατάλληλη για συγκόλληση λεπτής πλάκας, επειδή η εισροή θερμότητας της συγκόλλησης με βυθισμένο τόξο είναι πολύ μεγάλη, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση ή κάψιμο της πλάκας-. Ταυτόχρονα, λόγω του μεγάλου μεγέθους του εξοπλισμού συγκόλλησης, δεν είναι κατάλληλος για σύνθετα και ακανόνιστου σχήματος μικρά τεμάχια εργασίας-καθώς και για κινητές κατασκευές. Στην πραγματική παραγωγή, πρέπει να πραγματοποιείται αυστηρός έλεγχος βασικής διαδικασίας: αυστηρά έλεγχος της θερμοκρασίας ξήρανσης της ροής για την αποφυγή ρωγμών που προκαλούνται από το υδρογόνο-. ταιριάζει ακριβώς το ρεύμα και την τάση για να αποφευχθεί η διείσδυση του ηλεκτροδίου ή η υπερθέρμανση. εξασφάλιση ομοιόμορφης κάλυψης της ροής για την αποφυγή διείσδυσης αέρα. ελέγξτε εύλογα την ταχύτητα συγκόλλησης για να σταθεροποιήσετε τον σχηματισμό συγκόλλησης.
Κύριες βιομηχανικές εφαρμογές
Η συγκόλληση τόξου χρησιμοποιείται ευρέως στους τομείς της βαριάς βιομηχανίας όπου απαιτούνται υψηλά πρότυπα ποιότητας και απόδοσης.
1. Στη βιομηχανία χαλύβδινων σωλήνων, είναι μια εξειδικευμένη διαδικασία συγκόλλησης για σπειροειδείς συγκολλημένους σωλήνες και σωλήνες με διαμήκη ραφή μεγάλης-διαμέτρου συγκολλημένων σωλήνων και χρησιμοποιείται ευρέως σε αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου μεγάλων αποστάσεων, δημοτικούς αγωγούς ύδρευσης και αγωγούς μηχανικής αιολικής ενέργειας.
2. Στη βιομηχανία βαρέων κατασκευών από χάλυβα, η τεχνολογία συγκόλλησης με υποβρύχιο τόξο χρησιμοποιείται για χαλύβδινες πλάκες γεφυρών, κατασκευές που φέρουν φορτίο- και για την κατασκευή μηχανημάτων λιμένων.
3. Στην κατασκευή δοχείων πίεσης και λέβητα, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται για συγκόλληση κυλίνδρων με παχύ{{1} τοίχωμα για να εξασφαλιστεί υψηλή-ανοχή πίεσης και αεροστεγανότητα.
4. Στον τομέα της ναυπηγικής και της θαλάσσιας μηχανικής, η συγκόλληση με βυθισμένο τόξο μπορεί να εξασφαλίσει τη δομική σταθερότητα και την αντίσταση στη διάβρωση των χαλύβδινων πλακών αμαξώματος πλοίου και των εξαρτημάτων υπεράκτιας πλατφόρμας.
Με τη συνεχή ανάπτυξη του αυτοματισμού και της έξυπνης κατασκευής, η τεχνολογία συγκόλλησης με βυθισμένο τόξο εξελίσσεται σταδιακά προς την έξυπνη ρύθμιση παραμέτρων, τη συγκόλληση με ρομπότ και την αποτελεσματική συγκόλληση, ενισχύοντας περαιτέρω την αποδοτικότητα της βιομηχανικής παραγωγής.
Η συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο είναι μια αποτελεσματική,-υψηλής ποιότητας και εξαιρετικά αυτοματοποιημένη διαδικασία συγκόλλησης που επιτυγχάνει τη συγκόλληση μέσω της προστασίας της ροής και του μεταλλουργικού καθαρισμού. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή συγκόλληση τόξου με σχισμή, η συγκόλληση τόξου βυθισμένου χρησιμοποιεί κοκκώδη ροή για προστασία, επιτρέποντας την κλειστή συγκόλληση, εξαλείφοντας αποτελεσματικά τα ελαττώματα πορώδους και καθαρίζοντας το μέταλλο συγκόλλησης, με αποτέλεσμα καλύτερες μηχανικές ιδιότητες. Έχει σημαντικά πλεονεκτήματα όπως βαθιά διείσδυση, σταθερή διαδικασία, αισθητική εμφάνιση συγκόλλησης και χαμηλό ποσοστό ελαττωμάτων. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για χοντρές πλάκες, μακριές συγκολλήσεις και βιομηχανική παραγωγή μεγάλης-κλίμακας.
Αν και έχει ορισμένους περιορισμούς στις θέσεις συγκόλλησης και στη συγκόλληση λεπτής πλάκας, εξακολουθεί να κατέχει κυρίαρχη θέση στη βαριά βιομηχανία, την κατασκευή αγωγών, την παραγωγή δοχείων πίεσης και τη μηχανική κατασκευών από χάλυβα. Στο μέλλον, με συνεχή καινοτομία στην τεχνολογία συγκόλλησης και τα συστήματα αυτόματου ελέγχου, η συγκόλληση με βυθισμένο τόξο θα επιτύχει υψηλότερη απόδοση συγκόλλησης, χαμηλότερους ρυθμούς ελαττωμάτων και πιο σταθερή απόδοση συγκόλλησης, συνεχίζοντας να είναι μια βασική διαδικασία συγκόλλησης που υποστηρίζει την κατασκευή σύγχρονης βιομηχανικής υποδομής.
