Vienas iš plačiausiai naudojamų ir efektyviausių automatinio suvirinimo procesų šiuolaikinėje sunkiojoje pramonėje ir plieninių vamzdžių gamybojepovandeninis lankinis suvirinimas(pjūklas). Kaip brandi technologija, SAW pasižymi tokiomis savybėmis kaip panardintas lankas, apsauga nuo srauto, gilus įsiskverbimas, stabili suvirinimo kokybė ir mažiau purslų. Skirtingai nuo MIG ir TIG (atviro lanko) suvirinimo metodų, visas lankas ir išlydytas povandeninio lankinio suvirinimo baseinas yra visiškai uždengtas ir apsaugotas srautu, taip izoliuojant suvirinimo vietą nuo oro ir išvengiant oksidacijos defektų. Pradėjus pramoninę gamybą, lankinis suvirinimas povandeniniu būdu tapo pagrindiniu spiraliniu būdu suvirintų vamzdžių, storasienių plieno konstrukcijų, slėginių indų, katilų gamybos, laivų statybos ir didelės įrangos gamybos suvirinimo procesu. Dėl savo tinkamumo storų plokščių suvirinimui, stiprios srovės galios ir lengvo automatizavimo, povandeninis lankinis suvirinimas užėmė nepakeičiamą vietą sunkiosios pramonės gamyboje.
Pagrindinis apibrėžimas ir veikimo principas
Povandeninis lankinis suvirinimas yra automatinis arba pusiau automatinis lankinio suvirinimo{0}} procesas, kurio metu kaip užpildas naudojama vientisa viela irsrautaskaip apsauginė terpė. Pagrindinis šio proceso bruožas yra tas, kad suvirinimo proceso metu lankas yra padengtas srauto sluoksniu ir nesimato atviros liepsnos. Visa metalurginė suvirinimo reakcija baigiama sandarioje apsaugos nuo šlako aplinkoje.
Jo veikimo principą galima suskirstyti į keturis etapus: lanko uždegimo, karščio lydymo, metalurginės reakcijos ir apsaugos nuo šlako susidarymo. Kai suvirinimo aparatas įsijungia, trumpasis jungimas tarp suvirinimo laido ir ruošinio sukuria trumpalaikę srovę, taip uždegdamas lanką. Tuo pačiu metu aukštos temperatūros lanko šiluma ištirpdo aplinkinį srautą, suvirinimo laidą ir pagrindinę medžiagą. Išlydytas srautas sudaro klampų ir tankų skysto šlako sluoksnį, kuris gali visiškai uždengti aukštos temperatūros išlydytą baseiną. Šis šlako sluoksnis gali izoliuoti ore esantį deguonį, azotą ir vandens garus, neleidžiant kenksmingoms dujoms patekti į suvirinimo siūlę. Tuo pačiu metu tarp išlydyto šlako ir išlydyto plieno įvyksta daugybė sudėtingų metalurginių reakcijų, tokių kaip deoksidacija, sieros pašalinimas ir fosforo pašalinimas, taip išvalant suvirinimo siūlės mikrostruktūrą ir pagerinant suvirinimo jungties mechanines savybes. Po aušinimo skystas šlakas suvirinimo paviršiuje sukietėja į kietą apvalkalą, kurį lengva pašalinti ir sudaro lygią ir vienodą siūlę.
Pagrindinė SAW sistemos įranga ir medžiagos
Visą povandeninio lankinio suvirinimo sistemą sudaro profesionali suvirinimo įranga, suvirinimo viela ir specialus srautas.
1. Suvirinimo įranga
Pagrindinę įrangą daugiausia sudaro automatinis suvirinimo maitinimo šaltinis, vielos tiektuvas, suvirinimo vežimėlis arba mobilioji portalo sistema, srauto tiekimo ir regeneravimo įtaisas. Suvirinimo maitinimo šaltinis užtikrina stabilią srovę ir įtampą, kad būtų užtikrintas nuolatinis ir stabilus lanko degimas. Automatinis vielos tiektuvas gali tiksliai valdyti vielos padavimo greitį ir suderinti jį su suvirinimo judėjimo greičiu, kad būtų išvengta lanko pertrūkių ir nestabilaus išlydyto baseino. Vaikščiojantis vežimėlis varo suvirinimo pistoletą vienodu greičiu, užtikrindamas suvirinimo pločio ir įsiskverbimo gylio nuoseklumą. Be to, automatinė srauto cirkuliacijos sistema gali automatiškai paskleisti ir atgauti srautą, ne tik užtikrinant nuolatinę apsaugą suvirinimo proceso metu, bet ir pagerinant medžiagų panaudojimą ir taip sumažinant gamybos sąnaudas.
2. Suvirinimo viela ir srautas
Povandeninis lankinis suvirinimas priklauso nuo bendro suvirinimo vielos ir srauto poveikio, kad būtų pasiektas metalurgijos optimizavimas. Suvirinimo viela suteikia užpildo metalo ir lydinio elementus, o srautas yra apsauginė, deoksidacinė ir priemaišų šalinimo priemonė. Įvairių tipų plienui, pvz., angliniam plienui, mažai -legiruotam didelio-stiprumo plienui ir vamzdyno plienui, reikalingi atitinkami neutralūs, rūgštiniai arba šarminiai srautai. Tarp jų, šarminiai srautai pasižymi gana stipria priemaišų šalinimo savybe, kuri gali žymiai pagerinti suvirinimo siūlės atsparumą žemai -temperatūrai ir atsparumą įtrūkimams, ir tinka aukšto-standartinio vamzdynų ir slėginių indų suvirinimui; rūgštiniai srautai pasižymi geromis proceso savybėmis, stabiliu lanku ir gražiu suvirinimo formavimu, ir daugiausia naudojami įprasto konstrukcinio plieno suvirinimui.
Visas technologinis povandeninio lankinio suvirinimo procesas
1. Suvirinimo paruošimas
Išankstinis{0}}suvirinimo siūlės apdorojimas yra esminis žingsnis siekiant užtikrinti suvirinimo kokybę. Pirma, gaminio paviršius ir suvirinimo vieta turi būti kruopščiai nuvalyti, pašalinant rūdis, oksidų apnašas, aliejaus dėmes, drėgmę ir kitus nešvarumus, kad būtų išvengta defektų, tokių kaip poros, šlako intarpai ir nešvarumų sukelti įtrūkimai. Antra, srautas turi būti džiovinamas tam tikroje aukštoje temperatūroje, kad būtų pašalinti vidiniai vandens garai, taip sumažinant vandenilio kiekį suvirinimo siūlėje ir išvengiant vandenilio -sukeliamo šalto įtrūkimo. Be to, operatorius turi sureguliuoti suvirinimo mazgo tarpą ir suvirinimo kampą pagal lakšto storį ir suvirinimo standartus, kad būtų užtikrintas vienodas įsiskverbimo sluoksnis ir geras suliejimas.
2. Parametrų nustatymai ir bandomasis suvirinimas
Prieš oficialų suvirinimo procesą darbuotojai turi nustatyti pagrindinius proceso parametrus, įskaitant suvirinimo srovę, įtampą, lanko judėjimo greitį, laido ilgį ir kt. Srovė nustato šilumos įvedimą ir suvirinimo siūlės įsiskverbimo gylį; įtampa kontroliuoja suvirinimo siūlės plotį ir suvirinimo briaunos išvaizdą; lanko judėjimo greitis turi įtakos suvirinimo efektyvumui ir lydymosi kokybei. Jei parametrai netinkamai suderinti, gali būti nepakankamas įsiskverbimo gylis, perdegimas, nebaigtas susiliejimas arba netolygi suvirinimo siūlė. Norint užtikrinti parametrų stabilumą ir kvalifikuotą suvirinimo našumą didelės apimties gamyboje, reikia atlikti bandomąjį suvirinimą.
3. Formalus suvirinimas ir apsauga nuo srauto
Formalaus suvirinimo proceso metu srauto tiekimo įtaisas tolygiai paskirsto srautą ant suvirinimo siūlės, suformuodamas pakankamą srauto sluoksnio storį. Suvirinimo viela nuolat tiekiama, o elektros lankas stabiliai dega po srauto sluoksniu. Aukštos temperatūros elektros lankas ištirpdo pagrindinę medžiagą ir suvirinimo laidą, sudarydamas išlydytą baseiną. Tuo pačiu metu, srautui ištirpus, susidaro apsauginis šlako sluoksnis, izoliuojantis orą ir užbaigiantis metalurginį valymą. Suvirinimo vežimėlis juda į priekį pastoviu greičiu, kad būtų galima suvirinti nepertraukiamai ir ilgą{5}}atstumą. Spiraliniu būdu suvirinamiems vamzdžiams ir storasienėms plieninėms konstrukcijoms -dažniausiai naudojamas dvipusis lankinis suvirinimas. Pirmiausia atliekamas vidinis suvirinimas, o po to išorinis, kad būtų užtikrintas visiškas įsiskverbimas ir tanki suvirinimo struktūra.
4. Apdorojimas ir patikrinimas po-suvirinimo
Baigę suvirinimą, palaukite natūralaus aušinimo ir pašalinkite paviršiaus šlako apvalkalą. Suvirinimo paviršius yra lygus ir plokščias, geros formavimo kokybės. Aukštos-kokybės gaminiams, pvz., vamzdynų plienui ir slėginiams indams, reikalingi po-suvirinimo neardomieji bandymai, pvz., ultragarsinis bandymas ir rentgeno spindulių defektų aptikimas, siekiant aptikti vidinius įtrūkimus, šlako inkliuzus ir nepilnus lydymosi defektus. Tuo pačiu metu reikia atlikti mechaninių savybių bandymus, tokius kaip tempimo bandymai ir smūgio bandymai, siekiant patikrinti, ar suvirinimo stipris ir kietumas atitinka pramonės standartus.
Pagrindiniai technologiniai pranašumai
Pramoninės gamybos procese suvirinimas povandeniniu lanku turi nepakeičiamų techninių pranašumų, susijusių su storų plokščių suvirinimu ir ilgų suvirinimo siūlių suvirinimu. Pirma, srauto apsaugos sistema gali visiškai izoliuoti orą, todėl suvirinimo siūlės viduje yra labai mažas dujų kiekis ir tanki vidinė struktūra, pasižyminti puikiomis mechaninėmis savybėmis. Antra, povandeninis lankinis suvirinimas gali atlaikyti dideles sroves ir pasiekti didelį šilumos įvedimą, turi gerą įsiskverbimo gebą ir yra ypač tinkamas storų plokščių suvirinimui, kurio negalima užbaigti įprastais suvirinimo procesais. Be to, šis automatinis suvirinimo būdas pasižymi dideliu gamybos efektyvumu, stabiliu suvirinimo procesu, mažu defektų lygiu ir labai maža priklausomybe nuo žmogaus darbo. Ketvirta, suvirinimo dūmų tarša žymiai sumažėja, todėl pagerėjo-darbo aplinka ir saugumas. Penkta, suvirinimo siūlė yra lygi ir vienoda, beveik nėra purslų, o tai žymiai sumažina vėlesnio šlifavimo ir smulkaus apdorojimo darbo krūvį ir pagerina gamybos efektyvumą.
Apribojimai
Nors suvirinimas povandeniniu lanku turi reikšmingų pranašumų, jis taip pat turi tam tikrų techninių apribojimų. Kadangi suvirinimo proceso metu reikia padengti srautą, suvirinimas povandeniniu lanku tinka tik plokščiam ir horizontaliam suvirinimui ir negali pasiekti visiško -padėties suvirinimo, pvz., vertikalaus ir viršutinio suvirinimo. Todėl yra padėties apribojimai. Be to, lankinis suvirinimas povandeniniu būdu netinka plonų plokščių suvirinimui, nes povandeninio lankinio suvirinimo šilumos tiekimas yra per didelis, todėl plokštė gali deformuotis arba perdegti. Tuo pačiu metu dėl didelio suvirinimo įrangos dydžio jis netinka sudėtingiems ir netaisyklingos formos mažiems darbiniams -gabalams, taip pat mobilioms statyboms. Faktinėje gamyboje turi būti vykdoma griežta pagrindinių proceso kontrolė: griežtai kontroliuojama srauto džiovinimo temperatūra, kad būtų išvengta vandenilio{8}}sukeltų įtrūkimų; tiksliai suderinkite srovę ir įtampą, kad elektrodas neprasiskverbtų ir neperkaistų; užtikrinti vienodą srauto aprėptį, kad būtų išvengta oro įsiskverbimo; pagrįstai valdykite suvirinimo greitį, kad stabilizuotumėte suvirinimo susidarymą.
Pagrindiniai pramoniniai pritaikymai
Lankinis suvirinimas plačiai naudojamas sunkiosios pramonės gamybos srityse, kuriose reikalaujama aukštų kokybės ir efektyvumo standartų.
1. Plieninių vamzdžių pramonėje tai yra specializuotas spiraliniu būdu suvirintų vamzdžių ir didelio-skersmens išilginės siūlės suvirintų vamzdžių suvirinimo procesas. Jis plačiai naudojamas ilgo atstumo-naftos ir dujotiekiuose, komunaliniuose vandentiekio vamzdynuose ir vėjo energijos inžinerijos vamzdynuose.
2. Sunkiųjų plieninių konstrukcijų pramonėje panardinamojo lankinio suvirinimo technologija naudojama tiltų plieninėms plokštėms, pastatų laikančiosioms-konstrukcijoms ir uosto mašinoms gaminti.
3. Slėginių indų ir katilų gamyboje ši technologija naudojama storų{1}}sienių cilindrų suvirinimui, siekiant užtikrinti aukštą-slėgio toleranciją ir sandarumą.
4. Laivų statybos ir jūrų inžinerijos srityje povandeninis lankinis suvirinimas gali užtikrinti laivo korpuso plieninių plokščių ir atviroje jūroje esančių platformų komponentų konstrukcinį stabilumą ir atsparumą korozijai.
Nuolat tobulėjant automatizavimui ir pažangiajai gamybai, povandeninio lankinio suvirinimo technologija palaipsniui vystosi link išmaniojo parametrų reguliavimo, suvirinimo kartu su robotais ir efektyvaus suvirinimo, taip toliau didinant pramonės gamybos efektyvumą.
Povandeninis lankinis suvirinimas yra efektyvus, aukštos-kokybės ir labai automatizuotas suvirinimo procesas, kuriuo suvirinimas užtikrinamas apsaugant nuo srauto ir metalurginio valymo. Skirtingai nuo tradicinio lankinio suvirinimo su plyšiu, suvirinant povandeniniu lanku, apsaugai naudojamas granuliuotas srautas, užtikrinantis uždarą suvirinimą, veiksmingai pašalinant poringumo defektus ir išvalant suvirintą metalą, todėl gaunamos geresnės mechaninės savybės. Jis turi reikšmingų pranašumų, tokių kaip gilus įsiskverbimas, stabilus procesas, estetinė suvirinimo išvaizda ir mažas defektų lygis. Jis ypač tinka storoms plokštėms, ilgoms suvirinimui ir didelio masto pramoninei gamybai.
Nors jis turi tam tikrų suvirinimo padėčių ir plonų plokščių suvirinimo apribojimų, jis vis dar užima dominuojančią padėtį sunkiosios pramonės, vamzdynų gamybos, slėginių indų gamybos ir plieno konstrukcijų inžinerijos srityse. Ateityje, nuolat diegiant suvirinimo technologijas ir automatines valdymo sistemas, suvirinant povandeniniu lanku bus pasiektas didesnis suvirinimo efektyvumas, mažesnis defektų lygis ir stabilesnis suvirinimo efektyvumas, o tai ir toliau bus pagrindinis suvirinimo procesas, palaikantis šiuolaikinės pramonės infrastruktūros kūrimą.
