Prosessitekijöiden lisäksi muut hitsausprosessin tekijät, kuten uran koko ja raon koko, elektrodin ja työkappaleen kaltevuuskulma, liitoksen tilallinen sijainti jne., voivat myös vaikuttaa hitsin muodostumiseen ja hitsin kokoon.
Yksi. Hitsausvirran vaikutus hitsin muodostumiseen
Tietyissä muissa olosuhteissa kaarihitsausvirran kasvaessa hitsin tunkeutumissyvyys ja jäännöskorkeus kasvavat ja tunkeutumisleveys kasvaa hieman. Syyt tähän ovat seuraavat:
1) Kun kaarihitsauksen hitsausvirta kasvaa, hitsaukseen vaikuttava kaarivoima kasvaa, kaaren lämmöntuotto hitsaukseen kasvaa ja lämmönlähteen asento siirtyy alas, mikä edistää lämmön johtumista sulan altaan syvyyttä ja lisää tunkeutumissyvyyttä. Lävistyssyvyys on suunnilleen verrannollinen hitsausvirtaan, eli hitsin tunkeutumissyvyys H on suunnilleen yhtä suuri kuin Km×I. Kaavassa Km on tunkeumakerroin (millimetrien lukumäärä, jonka hitsausvirta lisää 100 A lisäämään hitsin tunkeutumista), joka liittyy kaarihitsausmenetelmään, langan halkaisijaan, virran tyyppiin jne. Katso taulukko {{2 }}.
Taulukko 1-1 Läpäisykerroin Km eri kaarihitsausmenetelmille ja -parametreille (hitsausteräs)
2) Valokaarihitsauksen sydämen tai langan sulamisnopeus on verrannollinen hitsausvirtaan. Valokaarihitsauksen hitsausvirran kasvaessa hitsauslangan sulamisnopeus kasvaa ja hitsauslangan sulamismäärä kasvaa suunnilleen suhteessa, kun taas sulamisleveyden kasvu on pienempi, joten hitsaussauman korkeus kasvaa.
3) Kun hitsausvirta kasvaa, kaaripylvään halkaisija kasvaa, mutta kaaren syvyys työkappaleeseen kasvaa ja kaaripisteen liikkuma-alue on rajoitettu, joten sulamisleveyden lisäys on pieni.
Kaasusuojatun metallikaarihitsauksen aikana hitsausvirta kasvaa ja hitsin tunkeutuminen kasvaa. Jos hitsausvirta on liian suuri ja virrantiheys liian suuri, tapahtuu todennäköisesti sormenmuotoista tunkeutumista erityisesti alumiinia hitsattaessa.
Toiseksi kaarijännitteen vaikutus hitsin muodostumiseen
Tietyissä muissa olosuhteissa, kun kaarijännitettä nostetaan, kaariteho kasvaa vastaavasti ja hitsauksen lämmöntuotto kasvaa. Valokaarijännitteen lisäys saavutetaan kuitenkin lisäämällä kaaren pituutta. Kaaren pituuden kasvaminen lisää kaaren lämmönlähteen sädettä, kaaren lämmönhajoaminen kasvaa ja sisääntulohitsauksen energiatiheys pienenee, joten tunkeutumissyvyys pienenee hieman ja tunkeutumissyvyys kasvaa. Samaan aikaan, koska hitsausvirta pysyy muuttumattomana, hitsauslangan sulamismäärä on periaatteessa muuttumaton, mikä pienentää hitsin korkeutta.
Eri kaarihitsausmenetelmiä varten Venäjällä ja Japanissa on saavutettava sopiva hitsin muodostus eli ylläpidettävä sopiva hitsin muodostuskerroin φ, nostettava valokaarijännitettä asianmukaisesti samalla kun nostettava hitsausvirtaa ja vaadittava asianmukainen sovitussuhde kaarijännitteen ja hitsausjännitteen välillä. hitsausvirta. . Tämä on yleisintä sulan elektrodin kaarihitsauksessa.
Kolmanneksi hitsausnopeuden vaikutus hitsin muodostumiseen
Tietyissä muissa olosuhteissa hitsausnopeuden lisääminen vähentää hitsauslämmön syöttöä, mikä pienentää hitsin leveyttä ja tunkeutumissyvyyttä. Koska metallilankakerrostuman määrä hitsin yksikköpituudella on kääntäen verrannollinen hitsausnopeuteen, se johtaa myös hitsin korkeuden pienenemiseen.
Hitsausnopeus on tärkeä indeksi hitsauksen tuottavuuden arvioinnissa. Hitsauksen tuottavuuden parantamiseksi hitsausnopeutta tulee lisätä. Rakennesuunnittelun edellyttämän hitsauskoon varmistamiseksi hitsausvirtaa ja kaarijännitettä tulee kuitenkin nostaa vastaavasti ja samalla lisätä hitsausnopeutta. Nämä kolme määrää liittyvät toisiinsa. Samalla on myös otettava huomioon, että kun hitsausvirtaa, kaarijännitettä ja hitsausnopeutta nostetaan (eli suuritehoinen hitsauskaari, suuri hitsausnopeus), hitsausvirheitä voi esiintyä sulan muodostusprosessissa. altaan ja sulan altaan jähmettymisprosessin aikana, kuten kuoppaus. Reunat, halkeamat jne., joten hitsausnopeuden lisäämisessä on raja.
Neljänneksi, hitsausvirran tyypin ja napaisuuden sekä elektrodin koon vaikutus hitsin muodostumiseen
1. Hitsausvirran tyyppi ja napaisuus
Hitsausvirtatyypit on jaettu tasa- ja vaihtovirtaan. Niiden joukossa DC-kaarihitsaus jaetaan vakiotasaan ja pulssilliseen tasavirtaan virtapulssin olemassaolon tai puuttumisen mukaan; napaisuuden mukaan se jaetaan DC-positiiviseen liitäntään (hitsausosa on kytketty positiiviseen) ja DC-käänteiseen liitäntään (hitsausosa on kytketty negatiiviseen). AC-kaarihitsaus on jaettu siniaalto-AC- ja neliöaaltovaihtovirtaan eri virran aaltomuotojen mukaan. Hitsausvirran tyyppi ja napaisuus vaikuttavat kaaren hitsaukseen syöttämän lämmön määrään, joten se voi vaikuttaa hitsin muodostumiseen ja vaikuttaa myös pisaroiden siirtoprosessiin ja oksidikalvon poistoon perusmetallin pinnalta.
Kun argonvolframikaarihitsausta käytetään teräksen, titaanin ja muiden metallimateriaalien hitsaukseen, tasavirtaa kytkettäessä muodostuvan hitsin tunkeutumissyvyys on suurin, ja tunkeuma on pienin, kun tasavirta käännetään ja vaihtovirta on kaksi. Koska hitsaussauman tunkeuma on suurin tasavirtapositiivisen hitsauksen aikana ja volframielektrodin palamishäviö on pienin, DC-positiivista hitsausta tulisi käyttää hitsattaessa terästä, titaania ja muita metallimateriaaleja. Kun TIG-hitsauksessa käytetään pulssi-DC-hitsausta, koska pulssiparametreja voidaan säätää, hitsaussauman muodostuskokoa voidaan säätää tarpeen mukaan. Hitsattaessa alumiinia, magnesiumia ja niiden seoksia argonvolframikaarihitsauksella, on välttämätöntä käyttää kaaren katodipuhdistustoimintoa perusmetallin pinnalla olevan oksidikalvon puhdistamiseen. On parempi käyttää AC. Koska neliöaallon AC aaltomuotoparametreja voidaan säätää, hitsausvaikutus on parempi. .
Sulamiselektrodikaarihitsauksessa DC-käänteisen liitännän hitsin tunkeutumissyvyys ja -leveys ovat suuremmat kuin DC-positiivisen liitännän, ja AC-hitsauksen tunkeutumissyvyys ja -leveys ovat näiden kahden välillä. Siksi upokaarihitsauksessa käytetään DC-käänteistä liitäntää suuremman tunkeutumissyvyyden saavuttamiseksi; kun taas upokaaripintahitsauksessa DC-etuliitäntää käytetään vähentämään tunkeutumissyvyyttä. Kaasumetallikaarihitsauksessa sitä käytetään laajalti, koska DC-käänteisliitännällä ei ole vain suuri tunkeutumissyvyys, vaan myös hitsauskaari ja pisaroiden siirtoprosessi ovat vakaampia kuin DC-positiivinen liitäntä ja AC, ja niillä on katodipuhdistusvaikutus, joten sitä käytetään laajalti. Kommunikaatiota ei yleensä käytetä.
2. Volframielektrodin kärjen muodon, langan halkaisijan ja jatkepituuden vaikutus
Volframielektrodin etupään kulmalla ja muodolla on suuri vaikutus kaaren pitoisuuteen ja kaaren paineeseen, ja ne tulee valita hitsausvirran koon ja hitsauksen paksuuden mukaan. Yleensä mitä keskittyneempi kaari ja mitä suurempi kaaren paine, sitä suurempi tunkeutumissyvyys ja vastaava tunkeutumisleveyden pieneneminen.
Kaasumetallikaarihitsauksessa, kun hitsausvirta on vakio, mitä ohuempi hitsauslanka on, sitä keskittyneempi kaarilämmitys on, tunkeutumissyvyys kasvaa ja sulatusleveys pienenee. Varsinaisessa hitsausprojektissa langan halkaisijaa valittaessa on kuitenkin otettava huomioon myös virran koko ja sulan altaan muoto huonon hitsin muodostumisen välttämiseksi.
Kun MIGAW-kaarihitsauksen hitsauslangan jatkepituus kasvaa, kasvaa hitsausvirran tuottama vastuslämpö hitsauslangan pitkänomaisen osan läpi, jolloin hitsauslangan sulamisnopeus kasvaa, joten hitsauksen jäännöskorkeus kasvaa. sauma kasvaa, kun taas tunkeutumissyvyys pienenee. Teräslangan suhteellisen suuresta resistiivisyydestä johtuen langan pituuden vaikutus hitsin muodostukseen on ilmeinen teräs- ja ohutlankojen hitsauksessa. Alumiinihitsauslangan ominaisvastus on suhteellisen pieni, eikä sen vaikutus ole suuri. Vaikka hitsauslangan pidennyspituuden lisääminen voi parantaa hitsauslangan sulamiskerrointa, hitsauslangan jatkeen pituudessa on sallittu vaihteluväli ottaen huomioon hitsauslangan sulamisen stabiilisuus ja hitsaussauman muodostuminen.
Viisi. Muiden prosessitekijöiden vaikutus hitsaussauman muodostustekijöihin
Edellä mainittujen prosessitekijöiden lisäksi muut hitsausprosessin tekijät, kuten uran koko ja raon koko, elektrodin ja työkappaleen kaltevuuskulma sekä liitoksen tila-asema, voivat vaikuttaa hitsin muodostumiseen ja hitsin kokoon.
1. Ura ja rako
Valokaarihitsauksessa päittäisliitoksia hitsattaessa päätetään yleensä hitsauslevyn paksuuden mukaan, varataanko rako, raon koko ja uran muoto. Tietyissä muissa olosuhteissa, mitä suurempi on uran tai rakon koko, sitä pienempi on hitsaussauman jäännöskorkeus, mikä vastaa hitsaussauman asennon laskua, ja sulamissuhde pienenee tällä hetkellä. Siksi rakoa tai viistettä voidaan käyttää ylityksen koon säätämiseen ja sulatussuhteen säätämiseen. Verrattuna viistotukseen, jossa on rakoa ja ilman rakoa, näiden kahden lämmönpoistoolosuhteet ovat hieman erilaiset. Yleisesti ottaen viisteen kiteytysolosuhteet ovat edullisemmat.
2. Elektrodin (hitsauslangan) kaltevuus
Valokaarihitsauksen aikana elektrodin kallistussuunnan ja hitsaussuunnan välisen suhteen mukaan se voidaan jakaa kahteen tyyppiin: elektrodin eteenpäin kallistus ja puikko taaksepäin kallistus. Kun hitsauslankaa kallistetaan, myös kaariakseli kallistuu vastaavasti. Kun hitsauslankaa kallistetaan eteenpäin, kaarivoiman vaikutus sulan altaan metallin taaksepäin purkamiseen heikkenee, sulan altaan pohjalla oleva nestemäinen metallikerros paksunee, tunkeutumissyvyys pienenee, kaaren syvyys hitsaussauma pienenee, kaaripisteen liikealue laajenee ja sulamisleveys pienenee. kasvaa, jäännöskorkeus pienenee. Mitä pienempi langan kaltevuuskulma on, sitä selvempi vaikutus on. Kun lanka on kallistettu taaksepäin, asia on päinvastoin. Elektrodikaarihitsauksessa käytetään enimmäkseen elektrodin takaisinkallistusmenetelmää, ja kaltevuuskulma on sopivampi 65 asteen ja 80 asteen välillä.
3. Hitsauskulma
Varsinaisessa tuotannossa kohdataan usein hitsauskalteutta, joka voidaan jakaa ylä- ja alamäkihitsaukseen. Tällä hetkellä sulalla allasmetallilla on taipumus virrata alas rinnettä painovoiman vaikutuksesta. Ylösmäkeen hitsattaessa painovoima auttaa sulaa allasmetallia purkamaan sulan altaan perään, joten tunkeutumissyvyys on suuri, sulamisleveys kapea ja ylimääräinen korkeus suuri. Kun nousukulma on 6 astetta -12 astetta, ylimääräinen korkeus on liian suuri ja alileikkaukset ovat helppoja molemmille puolille. Alamäkeen hitsattaessa tämä vaikutus estää sulaa altaan metallia purkamasta sulan altaan perään, eikä kaari voi lämmittää syvästi sulan altaan pohjalla olevaa metallia. Jos hitsauksen kaltevuuskulma on liian suuri, se johtaa riittämättömään tunkeutumiseen ja nestemäisen metallin ylivuotoon sulassa altaassa.
4. Hitsausmateriaali ja paksuus
Hitsauksen tunkeutuminen liittyy hitsausvirtaan sekä materiaalin lämmönjohtavuuteen ja tilavuuslämpökapasiteettiin. Mitä parempi materiaalin lämmönjohtavuus ja mitä suurempi tilavuuslämpökapasiteetti, sitä enemmän lämpöä tarvitaan sulattamaan metalli tilavuusyksikköä kohti ja nostamaan samaa lämpötilaa. Siksi tietyissä olosuhteissa, kuten hitsausvirrassa, tunkeutumissyvyys ja tunkeutumisleveys pienenevät. Mitä suurempi materiaalin tiheys tai nesteen viskositeetti on, sitä vaikeampi kaaren on irrottaa metallia nestemäisessä sulassa altaassa ja sitä pienempi on tunkeutumissyvyys. Hitsauksen paksuus vaikuttaa lämmönjohtavuuteen hitsin sisällä. Kun muut olosuhteet ovat samat, hitsauksen paksuus kasvaa, lämmön poistuminen kasvaa ja sulatusleveys ja tunkeutumissyvyys pienenevät.
5. Flux, elektrodin pinnoite ja suojakaasu
Fluxin tai elektrodipinnoitteen koostumus on erilainen, mikä johtaa erilaiseen kaaren jännitehäviöön ja kaaripylvään potentiaaligradienttiin, mikä väistämättä vaikuttaa hitsin muodostumiseen. Kun vuontiheys on pieni, hiukkaskoko on suuri tai pinoamiskorkeus on pieni, paine kaaren ympärillä on alhainen, kaaripylväs laajenee ja kaaripisteen liikkumisalue on suuri, joten tunkeutumissyvyys on pieni, sulaminen leveys on suuri ja jäännöskorkeus on pieni. Kun suuritehoista kaarihitsausta käytetään paksujen osien hitsaukseen, hohkakivimäisen juoksutteen käyttö voi vähentää kaaren painetta, vähentää tunkeutumissyvyyttä ja lisätä sulatusleveyttä. Lisäksi hitsauskuonalla tulee olla sopiva viskositeetti ja sulamislämpötila. Jos viskositeetti on liian korkea tai sulamislämpötila liian korkea, kuona tuulettuu huonosti ja hitsin pintaan on helppo muodostaa useita painekuoppia ja hitsin pinta huononee.
Valokaarihitsauksen suojakaasun (kuten Ar, He, N2, CO2) koostumus on erilainen ja sen fysikaaliset ominaisuudet, kuten lämmönjohtavuus, ovat erilaiset, mikä tekee kaaren napapaineen alenemisesta ja kaaripilarin potentiaaligradientista, valokaaripylvästä johtavan poikkileikkaus, plasmavirtausvoima. , ominaislämpövirtauksen jakautuminen jne., jotka kaikki vaikuttavat hitsin muodostumiseen.
Lyhyesti sanottuna on monia tekijöitä, jotka vaikuttavat hitsin muodostumiseen. Hyvän hitsin muodostuksen saavuttamiseksi on tarpeen valita hitsin materiaalin ja paksuuden, hitsin tila-aseman, liitoksen muodon sekä työskentelyolosuhteiden vaatimukset liitoksen suorituskyvylle ja hitsauskoon mukaan. Hitsauksessa käytetään sopivia hitsausmenetelmiä ja -olosuhteita, ja tärkeintä on hitsaajan asenne hitsaukseen! Muutoin hitsin muodostus ja sen suorituskyky eivät välttämättä täytä vaatimuksia ja saattaa esiintyä jopa erilaisia hitsausvirheitä.
