Wybór gazów ochronnych do spawania strumieniowego: dogłębna analiza i przewodnik aplikacyjny
W dziedzinie spawania spawanie łukowe z rdzeniem strumieniowym (FCAW-G) odgrywa istotną rolę i jest szeroko stosowane w przemysłu ciężkiego, budownictwie, stoczni,obiekty morski i inne gałęzie przemysłu spawania stali niskoemisyjnejWybór gazu ochronnego ma kluczowe znaczenie dla efektu spawania,a najczęściej stosowane są w 100% czysty CO2 lub mieszanina 75% - 80% Ar i 20% - 25% CO2W niniejszym artykule szczegółowo omówione zostaną zalety i wady tych dwóch gazów osłonowych, aby pomóc praktykom spawania w dokonywaniu świadomych wyborów.
Zasada działania gazu ochronnego: niewidzialna tarcza w obszarze spawania
Podstawową funkcją gazu osłonującego jest blokowanie powietrza i zapobieganie erozji wody, tlenu i pary wodnej w basenie spawalniczej i elektrodzie.gaz osłaniający jest wyrzucany z dyszy zapielniającej, tworząc odizolowane środowisko wokół elektrody w celu zapewnienia stabilnego spalania łuku i normalnego utwardzania stopionego zbiornika.Zarówno mieszaniny CO2 jak i Ar/CO2 mogą skutecznie wypełniać tę odpowiedzialność, a także uczestniczyć w budowie obszaru plazmy łukowej, wpływające na przewodzenie cieplne łuku i siłę na stopiony basen, chociaż istnieją różnice w ich wydajności w tych aspektach.
Charakterystyka gazu ochronnego: różnice z perspektywy mikroskopowej
1.Potencjał jonizacji i stabilność łukuPotencjał jonizacyjny CO2 wynosi 14,4 eV, niższy niż potencjał jonizacyjny Ar przy 15,7 eV.który daje CO2 przewagę w zapaleniu i utrzymaniu łuku i może szybko ustanowić stabilny łuk spawania.
2.Przewodzenie ciepła i przenoszenie kropli: Wysoka przewodność cieplna CO2 odróżnia ją od mieszaniny Ar/CO2 w zakresie przenoszenia kropli, kształtu łuku, penetracji spawania i rozkładu temperatury.Wyższa przewodność cieplna sprzyja tworzeniu się dużych transferów kropli podczas transferu kropli, wpływające na formowanie spawania i kontrolę penetracji.
3.Reaktywność i skład spawania: CO2 jest gazem obojętnym w temperaturze pokojowej, ale pod wysoką temperaturą łuku rozkłada się na atomy CO, O2 i tlenu i staje się gazem aktywnym,który jest podatny na reakcje utleniania z metalamiAr jest gazem obojętnym, a mieszanina Ar/CO2 ma stosunkowo niższą reaktywność.przy użyciu mieszaniny Ar/CO2, efektywność osadzenia stopu elektrodowego jest wyższa, ponieważ niektóre pierwiastki stopu reagują z tlenem rozkładanym z CO2 w celu utworzenia tlenków, które wchodzą do szłupy,Zwiększenie zawartości dezoksydantów, takich jak Mn i Si w spawaniu, zwiększając tym samym wytrzymałość spawania, ale zmniejszając wydłużenie i wytrzymałość uderzeniową.
Gazy obojętne i gazy mieszane: zgodność w zastosowaniu
Chociaż gazy obojętne mogą chronić stopiony basen, mogą wystąpić problemy, gdy są używane samodzielnie do spawania metali na bazie żelaza.łuk będzie wydłużony i zewnętrzna powłoka elektrody stopnieje przedwcześnieW Ameryce Północnej gazy mieszaniny Ar/CO2 są najczęściej stosowane do spawania metali na bazie żelaza.Zestawy 75% Ar + 25% CO2 lub 80% Ar + 20% CO2 są powszechnie stosowane do spawania ze stali nierdzewnej FCAW-G, a niektóre druty spawalnicze wymagają 90% Ar + 10% CO2, a zawartość Ar niższa niż 75% wpłynie na właściwości łuku.
Czynniki w wyborze gazu osłonowego: kompromisy między kosztami, spawaczem i jakością
1.Rozważanie kosztów: Wybory za rachunku ekonomicznym: W kosztach spawania 80% stanowią siła robocza i zarządzanie, 20% stanowią materiały, a gaz osłonowy stanowi około 1/4 kosztów materiałów.CO2 ma szeroki zakres źródeł i można go uzyskać przy niskim koszcie poprzez przetwarzanie gazu ziemnegoJednakże Ar jest rzadki w atmosferze, a jego wydobycie wymaga złożonego sprzętu i wysokiego zużycia energii, co powoduje wysokie koszty.Jeżeli uwzględni się tylko koszty gazu, CO2 jest pierwszym wyborem, ale faktyczna decyzja musi być kompleksowo rozważona.
2.Preferencje spawacza i wydajność: związek między doświadczeniem operacyjnym a wydajnością: Przy użyciu tego samego drutu spawalniczego mieszanina Ar/CO2 ma bardziej stabilne łukowanie, mniejsze rozpraszanie i stabilne przenoszenie kropli, co może utrzymać dobry stan stopionej zbiornika,jest korzystne dla spawania w specjalnych pozycjach i poprawia wydajnośćJednak jego wyższa zawartość Ar zwiększa promieniowanie cieplne otrzymane przez spawacza, a pistolet spawalniczy jest podatny na przegrzanie,wymagające silniejszego pistoletu spawalniczego lub częstszego wymiany części zużywających.
3.Jakość spawania: kluczowa gwarancja jakości spawania: Mieszanka Ar/CO2 dobrze sprawdza się w formowaniu spawania, zmniejszając rozpraszanie i koszty czyszczenia po spawaniu, co jest pomocne w badaniach ultradźwiękowych.Ponieważ cienkie krople zwiększają ilość rozpuszczania gazu, ślady gazu mogą mieć wpływ na wygląd i działanie spawania.
Typowe scenariusze zastosowań: preferencje wyboru w praktyce przemysłowej
W spawaniu płaskim i poziomym o wysokim składowaniu CO2 jest powszechnie stosowany ze względu na jego przewagę kosztową i spełnienie wymagań związanych ze spawaniem;przemysł stoczniowy faworyzuje CO2 ponieważ jego łuk może skutecznie spalić od podstawy na metalu podstawowym; w północnoamerykańskim przemyśle budowlanym na morzu, podczas spawania specyficznych spań w rowach, preferowana jest mieszanina Ar/CO2 ze względu na dążenie do wyglądu spawania i niskiego rozpraszania.Jeżeli w warsztacie stosuje się wiele procesów spawania z osłoną gazową, gaz osłonowy jest często standaryzowany, a niektórzy producenci wybierają również mieszaninę Ar / CO2 w celu optymalizacji efektu spawania GMAW.
Wniosek: kompleksowe rozważenie i precyzyjne podejmowanie decyzji
Wybór gazu osłonowego do FCAW-G wymaga równowagi między kosztami, jakością i wydajnością.i należy określić na podstawie wpływu gazu na różne aspekty w rzeczywistych operacjach spawaniaPo wyborze gazu osłonowego należy wybrać odpowiednią elektrodę, aby zapewnić najlepszą równowagę jakości spawania i wydajności.
Podstawowa wiedza na temat spawania strumieniowego
W dziedzinie nowoczesnej technologii spawania spawanie łukowe jest niezwykle ważną metodą spawania.jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłuNastępnie przejdźmy do szczegółowej wiedzy na temat spawania łukowego.
Co to jest spawanie łukowe z rdzeniem strumieniowym?
Spawanie strumieniowe, z angielską nazwą Flux Cored Arc Welding i skrótem FCAW, ogrzewa się przy użyciu łuku między drutem strumieniowym a przedmiotem.Pod wysoką temperaturą łuku, metal drutu i połączenie części obróbki stopią się, tworząc stopiony basen.
Co to jest drut z rdzeniem strumieniowym? Jakie są cechy rdzenia strumieniowego?
Drut z rdzeniem strumieniowym jest drutem spawalniczym utworzonym przez walcowanie cienkiej taśmy stalowej do rury stalowej lub specjalnie ukształtowanej rury stalowej, wypełnienie jej określonym składem proszku strumieniowego, a następnie wyciągnięcie.Skład rdzenia strumieniowego jest podobny do powłoki elektrody, głównie zawierający stabilizator łuku, środek tworzący szlamy, środek tworzący gazy, środek stopujący, dezoksydant itp. Składniki te odgrywają ważną rolę w procesie spawania.
Jaka jest funkcja strumienia w druku z rdzeniem strumienia?
1.Funkcja ochronna: Niektóre składniki w strumieniu rozkładają się, a niektóre topią.który pokrywa powierzchnię kropli i stopionego basenu w celu ochrony ciekłego metalu.
2.Stabilizacja łuku: Stabilizator łuku w rdzeniu strumienia pomaga ustabilizować łuk i zmniejszyć rozpraszanie.
3.Funkcja stopu: Niektóre rdzenie strumieniowe zawierają pierwiastki stopu, które mogą stopić spawanie.
4.Funkcja odtleniająca: Elementy stopniowe w szłupie reagują metalurgicznie z płynnym metalem w celu poprawy składu metalu spawanego i zwiększenia właściwości mechanicznych.Słup może również zmniejszyć szybkość chłodzenia stopionego basenu, wydłużyć czas istnienia stopionej zbiornika, zmniejszyć zawartość szkodliwych gazów w spawaniu i zapobiec porowatości.
Jakie są rodzaje spawania łukowego o rdzeniu strumieniowym?
W zależności od tego, czy stosowany jest zewnętrzny gaz osłaniający, spawanie łukowe o rdzeniu strumieniowym można podzielić na spawanie osłonięte gazem drutu z rdzeniem strumieniowym (FCAW - G) i spawanie samooszczelone (FCAW - S).Flux rdzenia drutu gazowego osłonięte spawanie zazwyczaj wykorzystuje dwutlenek węgla lub mieszaninę dwutlenku węgla i argonu jako gazu osłonięciaProszek strumieniowy w druku zawiera niewiele środków gazowych i jest podobny do ogólnego spawania z osłoną gazową.Samoczynne spawanie nie wymaga zewnętrznego gazu ochronnego i opiera się na gazie wytwarzanym przez rozkład dużej ilości gazu tworzącego czynnik w strumieniu i szlachcie do ochrony.
Jakie są zalety spawania łukowego z rdzeniem strumieniowym?
1.Wysoka wydajność spawaniaW przypadku spawania płaskiego prędkość składowania wynosi 1,5 razy większą niż w przypadku spawania ręcznego; w przypadku spawania w innych pozycjach prędkość składowania wynosi 1,5 razy większą niż w przypadku spawania ręcznego.jest to 3 - 5 razy więcej niż ręczne spawanie łukowe.
2.Niski poziom rozpraszania i dobre powstawanie spawania: Stabilizator łuku w rdzeniu strumienia sprawia, że łuk jest stabilny, z mniejszą ilością rozpraszania, a formacja powierzchni spawania jest lepsza niż w przypadku spawania dwutlenkiem węgla.
3.Wysoka jakość spawania: Połączona ochrona od ścieków i gazów może skutecznie zapobiegać przedostaniu się szkodliwych gazów do obszaru spawania.więc zawartość wodoru w spawaniu jest niska i odporność porowatości jest dobra.
4.Duża zdolność adaptacyjna: Poprzez dostosowanie składu rdzenia strumienia drutu można spełnić wymagania różnych stali dotyczące składu spawania.
Jakie są wady spawania łukowego z rdzeniem strumieniowym?
1.W porównaniu z spawaniem zasilanym gazem koszt drutu jest wyższy, a proces produkcji bardziej złożony.
2.Podanie drutu jest trudniejsze i wymaga podania drutu z precyzyjnie regulowanym ciśnieniem zacisku.
3.Rdzeń strumienia łatwo wchłania wilgoć, dlatego drut musi być ostrożnie przechowywany.
4.Po spawaniu wymagane jest usunięcie osadu.
5.Podczas procesu spawania wytwarza się więcej dymu i szkodliwych gazów, dlatego wymagana jest lepsza wentylacja.
Jakie gazy ochronne są zazwyczaj stosowane w spawaniu łukowym z rdzeniem strumieniowym?
Spawanie łukowe z rdzeniem strumieniowym zazwyczaj wykorzystuje czysty gaz dwutlenku węgla lub mieszaninę dwutlenku węgla i argonu jako gaz osłony.Argon łatwo jonizujeW przypadku, gdy zawartość argonu w gazie mieszanym nie jest mniejsza niż 75%, w spawaniu łukowym można osiągnąć stabilne przenoszenie rozpylania.głębokość penetracji wzrasta, ale stabilizacja łuku maleje, a szybkość rozpraszania wzrasta. Optymalnym gazem mieszanym jest 75% Ar + 25% CO2, a Ar + 2%O2 może być również używany.ponieważ duża ilość atomów tlenu powstaje w wyniku rozkładu gazu CO2 pod działaniem ciepła łukowego, który utlenia mangan, krzem i inne pierwiastki w stopionym zbiorniku, co powoduje spalanie elementów stopu,konieczne jest użycie drutu o wysokiej zawartości manganu i krzemu.
Podsumowanie
Jako ważna technologia spawania spawanie łukowe o rdzeniu strumieniowym zajmuje ważne miejsce w dziedzinie spawania.Dobry układ spawania i wysokiej jakości spawanie, które sprawiają, że jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu.powinniśmy rozważyć zalety i wady w zależności od konkretnych potrzeb, odpowiednio wybrać proces spawania łukowego o rdzeniu strumieniowym i związane z nim parametry, tak aby w pełni wykorzystać jego zalety i zapewnić wydajne i wysokiej jakości zakończenie pracy spawania.Z ciągłym rozwojem technologii, uważa się, że technologia spawania łukowego o rdzeniu strumieniowym będzie również stale ulepszana i udoskonalana i przyczyni się do rozwoju nowoczesnego przemysłu wytwórczego.