Ręczne spawanie łukowe

Na kontenerze pracuje spawacz w kasku, ale bez specjalnej odzieży roboczej. Pochmurne niebo w tle
Prace naprawcze kontenera metodą zgrzewania elektrycznego

Instrukcja spawania łukowego i spawania elektrodą lub spawania MMA to ręczny wariant spawania łukowego , że za fuzją spawania liczy. W tym procesie spawania pomiędzy przedmiotem spawanym a elektrodą płonie łuk, który topi się i służy jednocześnie jako materiał wypełniający . Istnieje elektrody kij używany, obudowa wykonuje wiele zadań w tym procesie. Płonąca pokrywa tworzy przede wszystkim gazy ochronne i żużel , które chronią wytop przed reakcjami chemicznymi z otaczającym powietrzem. Jest to jeden z najstarszych i najprostszych procesów spawalniczych, który jest bardzo elastyczny, ale stosunkowo nieproduktywny, przez co jest rzadko stosowany.

W normie EN ISO 4063 ręczne spawanie łukowe odbywa się jako proces 111.

Zasada proceduralna

Spawanie łukowe ręczne :
1 drut elektrodowy z powłoką
2 drut rdzeniowy
3 gaz osłonowy
4 stopione jeziorko
5 materiał podstawowy
6 metal spoiny
7 żużel
Połączenia (4) na obrabianym przedmiocie (1) i elektrody (3) w szczypcach (2) (trzymane w dłoni)

Między obrabianym przedmiotem a elektrodą płonie łuk spawalniczy , który osiąga temperaturę od 4500 do 5000 kelwinów. To znacznie więcej niż płomień w spawaniu gazowym (3400 kelwinów), ale znacznie mniej niż w spawaniu plazmowym przy 20 000 kelwinów. Ponieważ łuk działa na znacznie mniejszej powierzchni niż płomień w spawaniu gazowym, gęstość mocy w ręcznym spawaniu łukowym jest znacznie wyższa, co umożliwia znacznie większe prędkości spawania.

Obrabiany przedmiot jest podłączony do jednego bieguna źródła prądu spawania , elektroda do drugiego bieguna. Elektroda jest zwykle spolaryzowana ujemnie, ale proces przebiega również z prądem przemiennym (z wyjątkiem elektrod z powłoką zasadową) oraz z dodatnią polaryzacją elektrody. Łuk topi zarówno materiał podstawowy przedmiotów obrabianych, jak i elektrodę. Działa on zatem jednocześnie jako materiał wypełniający, który wraz ze stopionym materiałem podstawowym tworzy jeziorko spawalnicze i późniejszy szew spawalniczy. Przenoszenie materiału z elektrody do stopionego materiału odbywa się zawsze w postaci kropel. Zasada ta jest również stosowana przy spawaniu łukiem krytym i spawaniu w gazie obojętnym , ale z drutami elektrodowymi, które nie są pokryte.

Pokrycie elektrod prętowych ma szczególne znaczenie przy ręcznym spawaniu łukowym; Gołe elektrody i elektrody węglowe były używane tylko na początku procesu. Otoczka tworzy gazy ochronne, które opływają stopiony materiał i osłaniają go przed otaczającym powietrzem, a także tworzą żużel. Jest lżejszy niż stopiony materiał i dlatego unosi się na wierzchu, a tym samym chroni go przed środowiskiem. Ponadto stopiony materiał i zestalony szew stygną wolniej. Łuk jest zapalany przez tzw. zajarzenie kontaktowe, w którym elektroda dotyka przedmiotu obrabianego (szczotkowanie lub ocieranie). Z powodu zwarcia płynie bardzo duży prąd, który topi elektrodę na końcówce i zapala łuk. Długość łuku odpowiada w przybliżeniu grubości elektrody (1,5 do 6 mm, czasem do 8 mm). Zastosowane źródła prądu spawania mają charakterystykę opadania, dzięki czemu prąd jest niezależny od długości łuku.

Obszary zastosowania, produktywność, elastyczność

Schematyczne przedstawienie spawania pod wodą: Cały system wraz ze źródłem prądu spawania

Ręczne spawanie łukowe jest procesem stosunkowo nieproduktywnym i powolnym. Ale to bardzo proste i elastyczne. Ponadto koszty zakupu wymaganego sprzętu są niskie, dzięki czemu jest on używany głównie w warsztatach i na budowach. Pod względem wydajności przewyższa tylko spawanie gazowe. W zamian jest bardzo elastyczny i nadaje się do wielu zastosowań. Jest on uzależniony od energii elektrycznej, ale może być również wytwarzany na budowach z generatorami i nie musi być pozyskiwany z sieci. Nadaje się do wszystkich pozycji spawania (nad głową, ukośnie itp.) i wielu materiałów. Na skład metalurgiczny spoiny można w sposób celowy wpływać przez odpowiedni dobór osłony i drutu rdzeniowego. W przypadku elektrod z powłoką alkaliczną można osiągnąć jakość spoin (zwłaszcza wytrzymałość ) przewyższającą właściwości innych procesów. Nawet trudno dostępne spoiny można stosunkowo łatwo osiągnąć za pomocą ręcznego spawania elektrycznego. Wpływ wiatru na działanie ochronne gazów ochronnych i żużla jest stosunkowo niewielki, dzięki czemu może być dobrze wykorzystany na budowach. Może być nawet używany pod wodą, co służy na przykład do napraw statków lub platform wiertniczych.

  • Spawanie podwodne na statku

  • Spawanie podwodne łańcucha z silnym wytwarzaniem gazu osłonowego

Główne obszary zastosowań to z konstrukcji stalowej z budownictwa i inżynierii mechanicznej oraz produkcji wielkogabarytowych obiektów, mostów , zbiorników , aparatów i rur .

  • Użyj w armii amerykańskiej

  • Spawanie włazów przez policję przed transportem Castor

  • Spawanie rur gazowych

  • Prace naprawcze na czołgu, 1969.

  • Zastosowanie w budowie kontenerów

  • Na budowie

Wadą jest niska szybkość topnienia procesu, co prowadzi do długich czasów przetwarzania. Minimalna grubość blachy to 1 mm, 1,5 mm lub 2 mm w zależności od literatury. Przy mniejszych grubościach stopiony materiał przechodzi przez złącze. W zasadzie wszystkie grubości w górę może być wykonane przez zastosowanie wielu warstw, od grubości od 20 mm do 25 mm, tylko znacznie bardziej wydajne procesy są stosowane w praktyce ( spawanie wiązką elektronów , spawania SAW ). Ponadto, jak w przypadku wszystkich ręcznych procesów spawania, jakość spoiny zależy od spawacza i nie jest stała.

Zakres materiałów

Ręczne spawanie łukowe metalem jest dostępne dla wszystkich stali nadających się w zasadzie do spawania . Dotyczy to również staliwa . Żeliwo można obrabiać jako spoinę na gorąco z podgrzaniem do 600 ° C. W przypadku większości innych materiałów nadaje się tylko w ograniczonym zakresie. Aluminium , miedź oraz wysoce reaktywne materiały takie jak tytan , tantal , cyrkon i molibden można znacznie lepiej przetwarzać przy użyciu spawania TIG lub spawania plazmowego , ponieważ pochłanianie gazu jest znacznie mniejsze. Ręczne spawanie łukowe jest również rzadko stosowane w przypadku niklu . Zasadniczo nadaje się do miedzi i niklu, podczas gdy problemy pojawiają się w przypadku aluminium.

ekwipunek

Część wyposażenia: kable i zaciski do elektrod, szczotki, elektrody, rękawice i ekran ochronny.

Koszty niezbędnego sprzętu są niskie. Obejmuje to szczypce do elektrod , kable i źródło prądu spawania . Może to być transformator lub prostownik . Wymagane prądy wynoszą od 20 do 500 amperów przy napięciu łuku od 15 do 35 woltów . Falowniki spawalnicze są używane głównie na budowach ze względu na ich niewielką wagę . Możliwe są również konwertery obrotowe z generatorem . Mogą być obsługiwane niezależnie od sieci. Źródła prądu muszą mieć opadającą charakterystykę, aby natężenie prądu w łuku pozostawało w przybliżeniu stałe, niezależnie od jego długości. Elektrody zasadowe nie mogą być stosowane z transformatorami dostarczającymi prąd przemienny , ponieważ łuk gaśnie, gdy prąd przekracza zero.

Sprzęt do pracy składa się z odzieży ochronnej przed zachlapaniem, ciepła, promieniowania UV i dymu i składa się z ekranu ochronnego lub kask , rękawice , ubrania ognioodpornego i specjalne buty, które nie przewodzą prądu. Do usuwania żużla używa się młotka żużlowego i szczotki drucianej .

Elektrody w sztyfcie

Elektrody sztyftowe z powłoką

Elektrody stosowane w ręcznym spawaniu łukowym to elektrody prętowe. Topią się podczas spawania i dlatego służą również jako materiał wypełniający. Zawsze są owinięte różnymi materiałami, które wykonują wiele zadań. Długości wahają się od 250 mm do 450 mm. Grubość wynosi od 1,5 mm do 6 mm, rzadko do 8 mm. Grube elektrody zapewniają wyższy prąd, a tym samym wyższą wydajność.

Opakowanie powinno

  • Tworzą gazy ochronne,
  • Formuj żużel i
  • ustabilizować łuk. W tym celu dodawane są różne łatwo jonizujące substancje, które zwiększają przewodność elektryczną gazu między przedmiotem obrabianym a elektrodą. Poza tym powinna…
  • metalurgiczną zmianę metalu spoiny (stop lub odtlenienie).

Sposób można zatem dostosować do wielu zastosowań i materiałów za pomocą odpowiedniego pokrycia.

Główne opakowania to:

  • Elektrody sztyftowe powlekane kwasem. Zawierają one w stali różne tlenki żelaza i manganu oraz palą pierwiastki stopowe, dlatego nie mogą być stosowane do stali wysokostopowych. Prowadzą do przenoszenia drobnego materiału kropelkowego i cienkiego stopienia cieczy. Siła połączenia jest stosunkowo niska, dlatego odmiana ta jest rzadko stosowana.
  • Odmiany pokryte rutylem . Są najszerzej stosowane i istnieje wiele odmian mieszanych z innymi odmianami. Łuk pali się równomiernie i łatwo się (ponownie) zapalić. Wypalenie pierwiastków stopowych jest niskie. Stopiony materiał jest bardziej lepki od tych pokrytych kwasem, przez co trudniej jest przebić się w warstwach korzeniowych. Wytrzymałość szwu od dobrej do bardzo dobrej.
  • Elektrody z powłoką zasadową: Za ich pomocą można wytwarzać szwy o szczególnie wysokiej jakości, zwłaszcza te o dużej energii uderzenia . Stosuje się je do stali wysokostopowych i wysokowęglowych (powyżej 0,25% C). Obsługa tego typu elektrody jest skomplikowana i wymaga specjalnego przeszkolenia. Mogą być używane tylko przy prądzie stałym i polaryzacji dodatniej elektrody.
  • Elektrody z powłoką celulozową: Nadają się szczególnie do pracy w ciasnych pozycjach .

Technika pracy

Dokładny sposób pracy zależy od wielu czynników. Obejmują one rodzaj elektrody, materiał bazowy, rodzaj prądu, pozycję spawania, kształt szwu i strukturę szwu.

Szew powinien być jak najbardziej równy, aby uniknąć wadliwych szwów.

Grubsze blachy spawane są techniką wahadłową, w której końcówka pręta wykonuje ruch półokrężny w celu stopienia materiału na całej grubości blachy.

W przypadku cieńszych blach stosowana jest technologia zgrubienia ciągnącego. Tutaj elektroda porusza się tylko wzdłuż złącza. Spawacz wykonuje powolny ruch, w którym elektroda jest trzymana nad złączem pod kątem około 45° do blachy, mniej więcej pośrodku między częściami, gdy części są ustawione pod kątem do siebie. Jeśli części znajdują się w jednej płaszczyźnie, elektroda jest znacznie bardziej stroma.

Od czasu do czasu wykonuje się ruch popychający w kierunku stopionego materiału, tak że powstają zgrubienia podciągające.

literatura

  • Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (red.): Technologia produkcji. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 147–166.
  • Ulrich Dilthey: Proces produkcji spawalniczej 1 – technologie spawania i cięcia. 3. Wydanie. Springer, s. 11-31.
  • Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek: Praktyczna znajomość technologii spawania - materiały, procesy, produkcja. Wydanie piąte. Springer, 2014, s. 32–43.

Indywidualne dowody

  1. ^ Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (red.): Technologia wytwarzania. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 142, 147.
  2. ↑ Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek: Praktyczna znajomość technologii spawania - materiały, procesy, produkcja. Wydanie piąte. Springer, 2014, s. 32 i nast.
  3. ^ B Alfred Herbert Fritz Günterem Schulze (red.): Technologia wytwarzania. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 147.
  4. ↑ a b Ulrich Dilthey: Spawalnicze procesy produkcyjne 1 - Technologie spawania i cięcia. 3. Wydanie. Springer, s. 11.
  5. ^ Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (red.): Technologia wytwarzania. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 148.
  6. ↑ Ulrich Dilthey: Proces produkcji spawalniczej 1 – technologie spawania i cięcia. 3. Wydanie. Springer, s. 11 f.
  7. ↑ a b c d Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (red.): Technologia wytwarzania. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 166.
  8. ↑ a b Ulrich Dilthey: Spawalnicze procesy produkcyjne 1 - Technologie spawania i cięcia. 3. Wydanie. Springer, s. 15.
  9. ↑ dvs-server.de SLV-Hannover spawanie pod wodą
  10. ↑ a b c d e Ulrich Dilthey: Spawalnicze procesy produkcyjne 1 - Technologie spawania i cięcia. 3. Wydanie. Springer, s. 16.
  11. ↑ Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek: Praktyczna znajomość technologii spawania - materiały, procesy, produkcja. Wydanie piąte. Springer, 2014, s. 33.
  12. ^ Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (red.): Technologia wytwarzania. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 147, 166.
  13. ^ Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (red.): Technologia wytwarzania. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 155 i nast.
  14. ↑ Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek: Praktyczna znajomość technologii spawania - materiały, procesy, produkcja. Wydanie piąte. Springer, 2014, s. 34.
  15. ↑ Ulrich Dilthey: Proces produkcji spawalniczej 1 – technologie spawania i cięcia. 3. Wydanie. Springer, s. 12 f.
  16. ^ Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (red.): Technologia wytwarzania. Wydanie XI. Springer, 2015, s. 156–159.
  17. ↑ Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek: Praktyczna znajomość technologii spawania - materiały, procesy, produkcja. Wydanie piąte. Springer, 2014, s. 35 i n.
  18. ↑ Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek: Praktyczna znajomość technologii spawania - materiały, procesy, produkcja. Wydanie piąte. Springer, 2014, s. 41 i nast.