Viens no visplašāk izmantotajiem un efektīvākajiem automātiskajiem metināšanas procesiem mūsdienu smagajā rūpniecībā un tērauda cauruļu ražošanā iriegremdētā loka metināšana(ZĀĢIS). Kā nobriedušai tehnoloģijai SAW ir tādas īpašības kā iegremdēta loka, plūsmas aizsardzība, dziļa iespiešanās, stabila metināšanas kvalitāte un mazāk šļakatu. Atšķirībā no MIG un TIG (open loka) metināšanas metodēm, viss loks un iegremdētā loka metināšanas kausētais baseins ir pilnībā pārklāts un aizsargāts ar plūsmu, tādējādi izolējot metināšanas zonu no gaisa un izvairoties no oksidācijas defektiem. Kopš rūpnieciskās ražošanas sākšanas zemūdens loka metināšana ir kļuvusi par galveno metināšanas procesu spirālmetinātām caurulēm, biezu -sienu tērauda konstrukcijām, spiedtvertnēm, katlu ražošanā, kuģu būvniecībā un lielu iekārtu ražošanā. Pateicoties savai piemērotībai biezu plākšņu metināšanai, spēcīgai strāvas jaudai un vieglai automatizācijai, iegremdētā loka metināšana ir ieņēmusi neaizstājamu vietu smagās rūpniecības ražošanā.
Pamatdefinīcija un darbības princips
Iegremdētā loka metināšana ir automātisks vai daļēji{0}}automātisks loka metināšanas process, kurā kā pildviela tiek izmantota cieta stieple unplūsmakā aizsarglīdzekli. Šī procesa galvenā iezīme ir tāda, ka metināšanas procesā loku pārklāj plūsmas slānis un nav redzama atklāta liesma. Visa metināšanas metalurģiskā reakcija tiek pabeigta noslēgtā izdedžu aizsardzības vidē.
Tās darbības principu var iedalīt četros posmos: loka aizdedze, karstuma kausēšana, metalurģiskā reakcija un aizsardzība pret izdedžu veidošanos. Kad metināšanas iekārta ieslēdzas, īssavienojums starp metināšanas stiepli un sagatavi rada pārejošu strāvu, tādējādi aizdedzinot loku. Tajā pašā laikā augstas -temperatūras loka siltums izkausē apkārtējo plūsmu, metināšanas stiepli un pamatmateriālu. Izkausētā plūsma veido viskozu un blīvu šķidru izdedžu slāni, kas var pilnībā nosegt augstas temperatūras izkausēto baseinu. Šis izdedžu slānis var izolēt skābekli, slāpekli un ūdens tvaikus gaisā, novēršot kaitīgo gāzu iekļūšanu metināšanas šuvē. Tajā pašā laikā starp izkausētajiem izdedžiem un izkausēto tēraudu notiek vairākas sarežģītas metalurģiskas reakcijas, piemēram, deoksidācija, desulfurizācija un defosforizācija, tādējādi attīrot metinājuma šuves mikrostruktūru un uzlabojot metināšanas savienojuma mehāniskās īpašības. Pēc atdzesēšanas šķidrie izdedži sacietē uz metinātās šuves virsmas cietā apvalkā, ko ir viegli noņemt un veido gludu un viendabīgu metinājumu.
ZĀģu sistēmas galvenais aprīkojums un materiāli
Pilnīga iegremdētā loka metināšanas sistēma sastāv no profesionālas metināšanas iekārtas, metināšanas stieples un īpašas plūsmas.
1. Metināšanas iekārtas
Pamataprīkojums galvenokārt sastāv no automātiskās metināšanas barošanas avota, stieples padeves, metināšanas ratiņiem vai mobilā portāla sistēmas, plūsmas padeves un reģenerācijas ierīces. Metināšanas barošanas avots nodrošina stabilu strāvu un spriegumu, lai nodrošinātu nepārtrauktu un stabilu loka sadegšanu. Automātiskais stieples padevējs var precīzi kontrolēt stieples padeves ātrumu un saskaņot to ar metināšanas kustības ātrumu, lai izvairītos no loka pārtraukuma un nestabila izkusuma. Staigāšanas ratiņi virza metināšanas pistoli, lai kustētos ar vienmērīgu ātrumu, nodrošinot metinājuma platuma un iespiešanās dziļuma konsekvenci. Turklāt automātiskā plūsmas cirkulācijas sistēma var nodrošināt automātisku plūsmas izkliedi un atgūšanu, ne tikai nodrošinot nepārtrauktu aizsardzību metināšanas procesā, bet arī uzlabojot materiālu izmantošanu un tādējādi samazinot ražošanas izmaksas.
2. Metināšanas stieple un plūsma
Iegremdētā loka metināšana balstās uz metināšanas stieples un plūsmas kombinēto efektu, lai panāktu metalurģisko optimizāciju. Metināšanas stieple nodrošina pildvielas metālu un sakausējumu elementus, savukārt plūsma kalpo kā aizsargājošs, deoksidējošs un piemaisījumu noņemšanas līdzeklis. Dažādu veidu tēraudam, piemēram, oglekļa tēraudam, zemas -leģētam augstas stiprības-tēraudam un cauruļvadu tēraudam, nepieciešama atbilstoša neitrāla, skāba vai sārma plūsma. Tostarp sārmainās plūsmas ir salīdzinoši spēcīgas piemaisījumu noņemšanas spējas, kas var ievērojami uzlabot zemas -temperatūras stingrību un izturību pret plaisām, un ir piemērotas augsta-standarta cauruļvadu un spiedtvertņu metināšanai; skābajām plūsmām ir laba procesa veiktspēja, stabila loka un skaista metinājuma veidošanās, un tās galvenokārt izmanto parastā konstrukciju tērauda metināšanai.
Pilnīgs iegremdētās loka metināšanas tehnoloģiskais process
1. Iepriekšēja-metināšanas sagatavošana
Metināto šuvju iepriekšēja-apstrāde ir būtisks solis metinājuma kvalitātes nodrošināšanā. Pirmkārt, izstrādājuma virsma un metinājuma vieta ir rūpīgi jānotīra, noņemot rūsu, oksīda zvīņas, eļļas traipus, mitrumu un citus netīrumus, lai novērstu tādus defektus kā poras, izdedžu ieslēgumi un netīrumu radītās plaisas. Otrkārt, plūsma ir jāžāvē noteiktā augstā temperatūrā, lai noņemtu iekšējos ūdens tvaikus, tādējādi samazinot ūdeņraža saturu metināšanas šuvē un izvairoties no ūdeņraža izraisītas aukstās plaisāšanas. Turklāt operatoram ir jāpielāgo metināšanas montāžas sprauga un metināšanas leņķis atbilstoši loksnes biezumam un metināšanas standartiem, lai nodrošinātu vienmērīgu iespiešanās slāni un labu saplūšanu.
2. Parametru iestatījumi un izmēģinājuma metināšana
Pirms formālā metināšanas procesa personālam ir jāiestata procesa pamatparametri, tostarp metināšanas strāva, spriegums, loka kustības ātrums un stieples garums utt. Strāva nosaka siltuma ievadi un metināšanas šuves iespiešanās dziļumu; spriegums kontrolē metinājuma šuves platumu un metinājuma lodītes izskatu; loka kustības ātrums ietekmē metināšanas efektivitāti un saplūšanas kvalitāti. Ja parametri nav pareizi saskaņoti, var rasties nepietiekams iespiešanās dziļums, izdegšana-, nepilnīga saplūšana vai nevienmērīga metinājuma veidošanās. Lai nodrošinātu parametru stabilitāti un kvalificētu metināšanas veiktspēju liela mēroga-ražošanā, jāveic izmēģinājuma metināšana.
3. Formālā metināšana un plūsmas aizsardzība
Formālā metināšanas procesā plūsmas padeves ierīce vienmērīgi izkliedē plūsmu uz metinājuma šuves, veidojot pietiekamu plūsmas slāņa biezumu. Metināšanas stieple tiek nepārtraukti ievadīta, un elektriskā loka stabili deg zem plūsmas slāņa. Augstas temperatūras elektriskā loka rezultātā izkausē pamatmateriālu un metināšanas stiepli, veidojot izkusušo baseinu. Tajā pašā laikā pēc plūsmas kušanas veidojas aizsargājošs izdedžu slānis, kas izolē gaisu un pabeidz metalurģisko attīrīšanu. Metināšanas ratiņi virzās uz priekšu nemainīgā ātrumā, lai panāktu nepārtrauktu un ilgu{5}}metināšanu. Spirālmetinātām caurulēm un biezu -sienu tērauda konstrukcijām parasti tiek izmantota divpusēja -iegremdētā loka metināšana. Vispirms tiek veikta iekšējā metināšana, pēc tam ārējā šuve, lai nodrošinātu pilnīgu iespiešanos un blīvu metinājuma struktūru.
4. Pēc-metināšanas apstrāde un pārbaude
Kad metināšana ir pabeigta, pagaidiet dabisko atdzišanu un noņemiet virsmas izdedžu apvalku. Metināšanas virsma ir gluda un plakana, ar labu formēšanas kvalitāti. Augstas-kvalitatīviem izstrādājumiem, piemēram, cauruļvadu tēraudam un spiedtvertnēm, ir nepieciešama pēc-metināšanas nesagraujošā pārbaude, piemēram, ultraskaņas pārbaude un rentgenstaru defektu noteikšana, lai noteiktu iekšējās plaisas, izdedžu ieslēgumus un nepilnīgus saplūšanas defektus. Tajā pašā laikā ir jāveic mehānisko īpašību testi, piemēram, stiepes testi un trieciena testi, lai pārbaudītu, vai metināšanas stiprība un stingrība atbilst rūpnieciskajiem standartiem.
Galvenās tehnoloģiskās priekšrocības
Rūpnieciskās ražošanas procesā iegremdētai loka metināšanai ir neaizvietojamas tehniskas priekšrocības biezu plākšņu metināšanā un garu metināšanas šuvju metināšanā. Pirmkārt, plūsmas aizsardzības sistēma var pilnībā izolēt gaisu, kā rezultātā metināšanas šuvē ir ļoti zems gāzes saturs un blīva iekšējā struktūra ar izcilām mehāniskām īpašībām. Otrkārt, iegremdētā loka metināšana var izturēt lielas strāvas un sasniegt lielu siltuma padevi, tai ir laba iespiešanās spēja, un tā ir īpaši piemērota biezu plākšņu metināšanai, ko nevar pabeigt ar parastajiem metināšanas procesiem. Turklāt šai automātiskajai metināšanas metodei ir augsta ražošanas efektivitāte, stabils metināšanas process, zems defektu līmenis un ļoti maza atkarība no cilvēka darba. Ceturtkārt, metināšanas dūmu radītais piesārņojums ir ievērojami samazināts, uzlabojot-darba vidi un drošību uz vietas. Piektkārt, metināšanas šuve ir gluda un viendabīga, gandrīz bez šļakatām, ievērojami samazinot turpmākās slīpēšanas un smalkās apstrādes darba slodzi un uzlabojot ražošanas efektivitāti.
Ierobežojumi
Lai gan iegremdētā loka metināšanai ir ievērojamas priekšrocības, tai ir arī noteikti tehniski ierobežojumi. Tā kā metināšanas procesa laikā ir nepieciešams nodrošināt plūsmas pārklājumu, iegremdētā loka metināšana ir piemērota tikai plakanai metināšanai un horizontālai metināšanai, un ar to nevar nodrošināt pilnīgu -pozīcijas metināšanu, piemēram, vertikālo metināšanu un metināšanu no augšas. Tāpēc pastāv pozīcijas ierobežojumi. Turklāt iegremdētā loka metināšana nav piemērota plānu plākšņu metināšanai, jo iegremdētā loka metināšanas siltuma padeve ir pārāk liela, kas var izraisīt plāksnes deformāciju vai izdegšanu. Tajā pašā laikā metināšanas iekārtas lielo izmēru dēļ tas nav piemērots sarežģītiem un neregulāras formas maziem darba gabaliem{6}}, kā arī mobilās konstrukcijas scenārijiem. Faktiskajā ražošanā ir jāveic stingra galvenā procesa kontrole: stingri jākontrolē plūsmas žāvēšanas temperatūra, lai novērstu ūdeņraža -izraisītu plaisu veidošanos; precīzi saskaņot strāvu un spriegumu, lai izvairītos no elektroda iekļūšanas vai pārkaršanas; nodrošināt vienmērīgu plūsmas pārklājumu, lai novērstu gaisa iekļūšanu; saprātīgi kontrolēt metināšanas ātrumu, lai stabilizētu metināšanas šuves veidošanos.
Galvenie rūpnieciskie pielietojumi
Loka metināšanu plaši izmanto smagās rūpniecības ražošanas jomās, kur ir nepieciešami augsti kvalitātes un efektivitātes standarti.
1. Tērauda cauruļu rūpniecībā tas ir specializēts metināšanas process spirālveida metinātām caurulēm un liela-diametra garenšuvēm metinātām caurulēm, un to plaši izmanto liela attāluma-naftas un gāzes cauruļvados, pašvaldības ūdensapgādes cauruļvados un vēja enerģijas inženierijas cauruļvados.
2. Smago tērauda konstrukciju nozarē zemūdens loka metināšanas tehnoloģija tiek izmantota tiltu tērauda plākšņu, ēku slodzes-nesošo konstrukciju un ostu iekārtu ražošanā.
3. Spiedientvertņu un katlu ražošanā šī tehnoloģija tiek izmantota biezu-sienu cilindru metināšanai, lai nodrošinātu augstu-spiediena toleranci un gaisa necaurlaidību.
4. Kuģu būves un jūras mašīnbūves jomā iegremdētā loka metināšana var nodrošināt kuģa korpusa tērauda plākšņu un ārzonas platformas komponentu strukturālo stabilitāti un izturību pret koroziju.
Nepārtraukti attīstoties automatizācijai un inteliģentai ražošanai, iegremdētā loka metināšanas tehnoloģija pakāpeniski attīstās uz viedu parametru pielāgošanu, robotu kopīgu metināšanu un efektīvu metināšanu, vēl vairāk uzlabojot rūpnieciskās ražošanas efektivitāti.
Iegremdētā loka metināšana ir efektīvs, kvalitatīvs un ļoti automatizēts metināšanas process, kas nodrošina metināšanu, aizsargājot plūsmu un metalurģisko attīrīšanu. Atšķirībā no tradicionālās metināšanas ar spraugām, iegremdētā loka metināšanā aizsardzībai tiek izmantota granulu plūsma, kas nodrošina slēgtu metināšanu, efektīvi novērš porainības defektus un attīra metināto metālu, tādējādi uzlabojot mehāniskās īpašības. Tam ir būtiskas priekšrocības, piemēram, dziļa iespiešanās, stabils process, estētisks metināšanas izskats un zems defektu līmenis. Tas ir īpaši piemērots biezām plāksnēm, garām šuvēm un liela mēroga-rūpnieciskai ražošanai.
Lai gan tai ir noteikti ierobežojumi metināšanas pozīcijās un plānu plākšņu metināšanā, tai joprojām ir dominējošs stāvoklis smagajā rūpniecībā, cauruļvadu ražošanā, spiedtvertņu ražošanā un tērauda konstrukciju inženierijā. Nākotnē ar nepārtrauktiem jauninājumiem metināšanas tehnoloģijā un automātiskās vadības sistēmās, iegremdētā loka metināšana sasniegs augstāku metināšanas efektivitāti, zemāku defektu līmeni un stabilāku metināšanas veiktspēju, kas joprojām būs galvenais metināšanas process, kas atbalsta modernas rūpnieciskās infrastruktūras būvniecību.
