أعلى 4 المتغيرات لحام اللحام بالكهرباء (ESW)
هذه المقالة يلقي الضوء على المتغيرات الأربعة العلوي من اللحام بالكهرباء (ESW). المتغيرات هي: 1. دليل مستهلك ESW 2. ESW مع أقطاب اللوحة والشريط 3. اللحام بعقب الفلاش الكهربائي 4. دائرة Bifilar ESW.
البديل # 1. دليل الاستهلاك ESW:
إن المستحضر المرشد الاستهلاكي لـ ESW هو طريقة لحام الصهر الكهربائي حيث يتم تزويد معدن الحشو من خلال ذوبان سلك الإلكترود فقط ولكن أيضاً أنبوب الإرشاد أو أنبوب التلامس مع الزيادة اللاحقة في معدل الترسب. وقد وسعت هذه الميزة بشكل ملحوظ انطباق عملية ESW في الصناعة الهيكلية. يوضح الشكل 11.20 إعدادًا لحام اللحام بالكهرباء باستخدام دليل مستهلك.
يتم حمل تيار اللحام عن طريق دليل الاستهلاك الذي يذوب على سطح حمام الخبث. هذا يلغي الحاجة إلى الحركة الرأسية للجهاز ، وبالتالي ، يتم استخدام الكتل الإحتياطية الثابتة أو غير المنزلقة. وبالتالي ، فإن الدليل الاستهلاكي ESW أبسط من ذلك ، حيث أنه لا يتطلب جهاز نقل عمودي أو نظام تذبذب.
أدلة مستهلكة:
الدليل الاستهلاكي هو إما أنبوبة رقيقة الجدران أو مجموعة من الألواح أو القضبان لديها قنوات لتغذية سلك الإلكترود. عموما ، يتم عقد دليل مستهلك ثابت في المفصل.
يعتمد شكل الدليل الاستهلاكي على كفاف المفصل المطلوب. عادة ما تكون مصنوعة من مادة مطابقة أو متوافقة مع معدن العمل والتركيب الكيميائي اللازم لمعدن اللحام. تمتلئ الأدلة المستهلكة في معظم الأحيان مع سلك الربيع حلزونية لتكون بمثابة قنوات. بعض الأشكال المعروفة للأدلة الاستهلاكية موضحة في الشكل 11.21.
في تصنيع بالغ الأهمية بشكل خاص ، تتكرر القناة الرئيسية في الدليل بواسطة قناة احتياطية لسلك ثاني كما هو موضح في الشكل 11-21 (ز). وطالما استمرت العملية بسلاسة ، يتم تغذية السلك عبر القناة الرئيسية ، بينما يبقى السلك الثاني في القناة المكررة ثابتًا. إذا توقف أي قطب كهربائي في القناة الرئيسية ، نظرًا لأي سبب من الأسباب ، يتم تشغيل الوحدة الاحتياطية.
بالنسبة لسمك العمل حتى 40 مم مع طول التماس (أعلى من 500 مم) ، يوصى باستخدام أنبوب توجيه فولاذي مزود بغسالات كما هو موضح في الشكل 11.21 (0 لعزله من العمل.
يتكون الدليل الاستهلاكي النموذجي من جزأين ، أحدهما مستهلك والآخر دائم أو غير قابل للاستهلاك. يتغير طول الجزء الاستهلاكي وفقا لطول المفصل مع توفير تغطية لحوض بدء التشغيل وعلامة التشطيب. يستخدم الجزء غير القابل للاستهلاك لتوصيل الدليل وتوصيل كابلات اللحام ؛ يعتمد طوله على تصميم المعدات وقد يتراوح بين 100 و 500 ملم.
وتستند كثافات الدليل الاستهلاكي وعدد الأقطاب الكهربائية إلى إعداد الحافة وسمك العمل.
معرفة سمك العمل يمكن تحديد عدد الأقطاب من العلاقة التالية:
أين،
ن = عدد الأقطاب الكهربائية ،
s = سمك العمل. مم
d = التباعد بين الأقطاب الكهربائية ، يفترض أن يكون بين 50 إلى 60 ملم. تم وضع علامة على هذه المصطلحات في الشكل 11.22.
يتم تقريب قيمة n المحددة بواسطة المعادلة (11.1) إلى أقرب عدد صحيح ويتم استخدامها للعثور على القيمة الدقيقة لـ d. القيم النمطية لل d و d max كدالات لسمك الأنبوب الموجي ، t g مبينة في الجدول 11.5.
سماكة الأدلة الاستهلاكية المستخدمة عادة في هذه الصناعة هي 5 ملم و 10 ملم.
عوازل دليل:
يتم استخدام العوازل لتجنب إمكانية الاتصال بين الدليل والعمل أو الاحتفاظ كتل. مطلوب العوازل لتصبح جزءا من حمام الخبث على ذوبان دون تأثير سئ على عمل الخبث ، لحام المعادن ، أو استقرار العملية. يجب أن يكون للعوازل قوة ضغط عالية وتكون منخفضة التكلفة.
عادة ما تكون العوازل مصنوعة من الألياف الزجاجية أو أكياس القماش الزجاجية المليئة بالصوف الزجاجي. يتراوح قطر الأكياس بين 25 و 30 ملم. في بعض الأحيان تصنع العوازل من الأقمشة العادية المملوءة بتدفق اللحام.
لأفضل أداء يجب أن يكون وزن المنصات العازل 15-25 جم. يجب أن يكون عدد المنصات المستخدمة أقل من 15 إلى 20٪ من إجمالي حجم حمام الخبث. في الممارسة يوضع اثنان من العوازل (واحد على كل جانب من الدليل) كل 100 - 150 ملم من سمك العمل. على طول عوازل التماس لحام متباعدة 200-250 ملم بعيدا. يمكن أن تكون العوازل إما مثبتة بين الدليل والعمل أو تنزلق إلى الدليل ، ويفضل الأسلوب الأخير.
الاحتفاظ بالكتل:
يُفضل استخدام الكتل النحاسية المستبقاة من النوع الثابت في دليل ESW القابل للاستهلاك ويعمل كجهاز أفضل لصقل اللحام. ومع ذلك ، تتداخل هذه الكتل الاستنادية مع مراقبة عمق حمام الخبث وتحديد المواقع المناسبة للأدلة. ولذلك يفضل استخدام كتلة نحاسية ثابتة مبردة بالماء على جانب واحد من المفصل وكتلة انزلاقية على الجانب الآخر.
عندما يكون الاستخدام مصنوعًا من كتل الاحتفاظ الثابتة على جانبي المفصل ، فيمكن عندئذٍ رصد عمق حمام الخبث بواسطة صوت العملية الأفضل عندما يكون صوتًا خفيفًا أو أكثر علمًا من خلال ملاحظة حجم التدفق ، خامساً ' تغذى في الوصلة عادة ما يتم أخذ عمق حمام الخبث ك 4 سم للحساب ولا يجب أن يتجاوز 5 سم خلال العملية. تتم إضافة التمويه أثناء التشغيل من حاوية مصنوعة من غير موصل للكهرباء.
عملية اللحام الحالي:
يتم دفع سلك الإلكترود عبر الدليل القابل للاستهلاك حتى يلمس الجزء السفلي من الحوض الأولي. ثم يتم سحبه حتى يتم تحريكه مع الطرف السفلي من أنبوب التوجيه. ثم يتم تغطية الجزء السفلي من الحوض مع كمية من الصوف الصلب ويتم تثبيت الأحذية الاحتفاظ في الموقف. يتم ختم أي خلوص بين العمل والكتل الاحتفاظ مع الطين أو المعجون.
تبدأ عملية ESW-consumable guide بنفس طريقة عملية ESW التقليدية باستخدام الأقطاب فقط. إذا تم لحام القطب الكهربائي إلى أسفل الحوض أثناء بدء التشغيل ، يتم سحب أسطوانة القرص في وحدة التغذية السلكية ، ويتم سحب السلك من الدليل بالكماشات ورفعه من خلال 300 - 500 ملم.
تعمل أسطوانة الرزمة مرة أخرى ويتم استئناف تغذية السلك. إذا حدث ذلك أكثر من مرة ، فيتم تكرار الإجراء أعلاه في كل مرة ، ولكن لا ينبغي استئناف تغذية السلك حتى يذوب السطح العلوي لحمام الخبث في طرف الدليل. قد يستغرق ذلك من 2 إلى 5 دقائق. يمكن استخدام نفس الإجراء في حالة لحام سلك الإلكترود إلى الطرف السفلي من أنبوب التوجيه.
هناك طريقة أخرى موثوقة لبدء الدليل الاستهلاكي ESW هي صب الخبث المنصهر في حوض بدء التشغيل. يتم ذوبان التمويه في بوتقة الجرافيت ثم يصب في حوض بدء التشغيل.
لسلك كهربائي بقطر 3 مم ، يتم إعطاء تيار اللحام I w بواسطة:
سرعة اللحام المثلى هي دالة لسماكة العمل ويمكن الحصول عليها من الشكل 11.23.
يتم إعطاء معدل التغذية الكهربائي بواسطة:
V e = V w (A d- g g S g ) / ∑A e ……. (11.3)
أين،
v e = معدل التغذية الكهربائي ، m / hr
أ = منطقة المقطع العرضي للمعدن المترسب
A = مجموع مناطق مستعرضة من جميع الأقطاب.
يجب ألا يتجاوز معدل التغذية السلكي المتحصل عليه بالمعادلة (11-3) القيمة الحرجة التي يتراوح سمك العمل فيها بين 100-150 مليمتر بين 100 - 150 م / ساعة (1.65 إلى 2 - 35 م / دقيقة).
التطبيقات:
وبصرف النظر عن التطبيقات المذكورة في ESW التقليدي ، يمكن استخدام طريقة الدليل الاستهلاكي لمفاصل الإنطلاق مع أضلاع التقوية بسمك يزيد عن 50 مم. كما يستخدم في صنع الوصلات في اللحامات غير القابلة للتدوير على خطوط الأنابيب ذات الجدران السميكة في محطات الطاقة الكهربائية ؛ الكفاءة التي يمكن أن تصنع بها هذه المفاصل تزداد مع زيادة قطر و سمك الجدار للأنابيب. ومع ذلك ، فإن الدليل الاستهلاكي ESW يكون أكثر قابلية للتكيف مع اللحامات الطويلة الطول من اللحامات الأطول.
البديل # 2. ESW مع أقطاب اللوحة والشريط:
تستخدم أقطاب الألواح والشرائط لصنع اللحامات المستقيمة بطول أقصى يبلغ 1500 مم لسمك العمل يتراوح من 30 إلى 1000 مم. يظهر الشكل العام والتصميمات الأكثر استخدامًا للأقطاب ذات المناطق المستعرضة الكبيرة في Figs. 11.24 و 11.25 على التوالي. يمكن أن تكون هذه الأقطاب الكهربائية في قطعة واحدة أو مبنية من عدة لوحات أو قضبان أو مربعات أو أقسام أخرى.
بالنسبة لسماكة العمل حتى 200 مم ، يكون إلكترود صفيحة واحد مناسبًا ولكن في أقسام العمل الأثقل يتم استخدام إلكترودين أو ثلاثة أقطاب. يفضل عادة نظام ثلاثي الأقطاب لأنه يحافظ على الإمداد الرئيسي تحت الحمل المتوازن. تعمل أقطاب اللوحة ذات الفتحات الطولية (الشكل 11-24) على جعل تغلغل الحافة أكثر توحيدًا وهو أمر مهم بشكل خاص في لحام النحاس والألمنيوم والتيتانيوم وسبائكها.
يمكن استخدام أقطاب الألواح لأي سمك مطلوب مع الأخذ في الاعتبار أن التفريغ الأمثل بين القطب وجانب المفصل هو 8 إلى 10 ملم وأن سمك القطب الأمثل هو 10 إلى 12 ملم لثغرة من 28 إلى 32 ملم.
يعتمد عرض قطب اللوحة على سمك العمل. عند اللحام بقطب كهربائي واحد ، فإن عرض قطب الصفيحة يساوي سماكة العمل ولكن عند استخدام إلكترودين صفيحة أو ثلاثة ، يتم تقليل عرضه بمقدار مساوي للتباعد بينهما والذي يساوي عمومًا من 12 إلى 16 ملم. .
يمكن تحديد طول القطب لوحة بمساعدة المعادلة:
L p = l w b w / δ e + l c ……. (11.4)
أين،
L p = طول القطب اللوحة ،
l w = طول المفصل بما في ذلك علامات البدء والانتهاء ،
ب ث = فجوة مشتركة ،
δ e = سمك القطب ،
l c = الطول إلى حساب تصميم المشبك (يساوي تقريباً 500 مم)
يؤخذ طول الإلكترود على شكل 3600 مم لطول اللحام البالغ 1000 مم ، بينما يرد في الجدول 11.6 حجم وعدد الأقطاب الكهربائية كدالات لسمك اللوحة.
تصنع اللحامات الكهربائي للوحة مع كثافة تيار منخفضة إلى 0-6 أ / مم 2 وفلطية منخفضة من 30 إلى 40 فولت. هذا يؤدي إلى تحسين استقرار العملية على سمك أثقل.
يتم الحصول على تيار اللحام للأقطاب الكهربائية بواسطة:
I w = 1.2 (V w + 0.2 V p ) δ e .s e
أين،
ل ث - لحام الحالية ، أ
v w = سرعة اللحام ، m / hr
v p = معدل تغذية الأقطاب الكهربائية ، cm / hr.
δ ه = سمك القطب ، سم
S e = عرض قطب لوحة ، سم.
تم العثور على معدل تغذية الأمثل للقطب لوحة من مقطع عرضي كبير إلى ما بين 1.2 إلى 3-5 م / ساعة.
لا تتطلب طبقات اللحام بطول يصل إلى 300 مم استخدام العوازل لتجنب الدائرة القصيرة العرضية بين القطب والعمل. ومع ذلك ، يتم توفير طبقات أطول من 300 ملم مع العوازل المعتادة كما هو الحال بالنسبة للدليل الاستهلاكي ESW.
يمكن بدء عملية ESW للوحود الكهربائي بواسطة أي من الطرق الثلاثة التالية:
1. عن طريق استخدام تدفق بداية ،
2. مع قطب مدبب ،
3. عن طريق صب تدفق المنصهر في الحوض البداية.
لبدء العملية باستخدام "بداية التدفق" ، يتم وضعها في الجزء السفلي من الحوض ، ويتم تغذية القطب بأبطأ سرعة ويتم النقر عليه على فترات منتظمة باستخدام مطرقة للحصول على اتصال أفضل بالتدفق. عند إضافة جزء من تدفق الانصهار يذوب كميات صغيرة من "تدفق الجريان" وذلك لبناء حمام الخبث للعمق المطلوب وزيادة معدل التغذية الكهربائي إلى القيمة المحددة خلال فترة تتراوح من دقيقة إلى دقيقتين.
لبدء العملية باستخدام قطب مدبب ، من المعتاد وضع كرة من الصوف الصلب (أو برادة الصلب أو نشارة الخشب) بين طرف القطب والعمل. في بعض الأحيان لا يتم توجيه القطب نفسه ، بدلا من ذلك يتم لحام عدة قضبان من 5 إلى 6 مم وقطر 150 إلى 200 ملم إلى طرفها (الشكل 11.25).
الطريقة الثالثة لبدء العملية ، أي عن طريق استخدام الخبث المصهور هي أسرع الطرق جميعها. هذا ، ومع ذلك ، يتطلب إعداد إضافي للذوبان وصب الخبث المنصهر في الحوض.
لتجنب نقص الانصهار والتخفيف من الأفضل زيادة الإغاثة في كتلة الاحتفاظ إلى حوالي 8 ملم. أيضا ، لتحقيق اختراق أفضل يجب الحفاظ على عمق حمام الخبث بين 25 و 35 ملم.
لحام مع قطب الشريط ، يتم تغذيته في حمام الخبث من خلال دليل مسطح معزول عن العمل كما هو موضح في الشكل 11.26. اعتمادا على سماكة العمل ، يمكن استخدام 3 أقطاب شريطية. أدلة الإلكترود هي من الصنف الاستهلاكي وهي مصنوعة من لوح سميك بسماكة 1 أو 2 مم من تركيبة المطابقة. أقطاب الشريط عادة ما تكون 1 أو 1.2 مم.
يمكن تصنيع أقطاب الشريط من الطول المطلوب لإكمال مفاصل اللحام الأطول مما يمكن لحامه بأقطاب كهربائية. مقارنة مع اللحام دليل الاستهلاك ، أقطاب الشريط ضمان اختراق أكثر تجانسا.
البديل # 3. Electroslag فلاش بعقب اللحام:
اللحام بعقب الفلاش بالكهرباء ، وهو إعداد موضح في الشكل 11.27 ، لا يتطلب أي معدن حشو. لبدء العملية ، يتم صب الخبث المنصهر في المسطحة المبنية حول القطعة السفلية التي يتم تثبيتها رأسيًا ؛ بدلا من ذلك يتم تطوير حمام الخبث المصهور عن طريق الانحناء مع القطب الكربون.
هذا يضمن تسخين القطعة السفلية. مرة واحدة يتم تطوير حمام الخبث من العمق المطلوب ، يتم سحب القطب الكربون ويتم غمس قطعة العلوي في حمام الخبث. يمزج الخبث الجزء العلوي ، أي أنه يرفعه إلى نقطة الانصهار ويتدفق المعدن المنصهر إلى القطعة السفلية لتشكيل بركة معدنية أسفل حمام الخبث.
يتم تحديد وقت وميض عن طريق التجربة والخطأ وعادة ما يكون بين 2 إلى 3 دقائق. وبمجرد تحديد الظروف المرغوبة ، يتم إيقاف تشغيل مصدر الطاقة ويتم إجبار القطعة العلوية على الجزء السفلي بسرعات من 5.5 إلى 8.5 ملم / ثانية (20 إلى 30 م / ساعة). يجب أن تكون كمية المعدن المنصهر في البركة والتي تم طردها من قبل مزعجة كافية لتفادي تجاويف الخبث المتبقية بين قطعتي العمل بالقرب من المحيط الخارجي.
يتم الحفاظ على عمق حمام الخبث ، جهد اللحام ومعدل التغذية للجزء العلوي في اللحام بعقب الفلاش كما هو الحال في اللحام مع قطب كهربائي. هذه العملية هي الأنسب للإنتاج الضخم لمواد القضبان أو أنواع الأشرطة حتى 300 سم 2 في مساحة المقطع العرضي.
البديل # 4. دائرة Bifilar ESW:
يظهر الإعداد الخاص بمتغير bifilar الخاص بـ ESW في الشكل 11.28. وتستخدم أربعة أقطاب نوع لوحة من المقطع العرضي الكبير. يبقى القطبان الخارجيان ثابتان بينما يتم تغذية الاثنين الداخليين بنفس السرعة في حوض اللحام.
يتطابق التركيب الكيميائي للأقطاب الكهربائية مع مادة العمل. إن ربط محول اللحام أحادي الطور بالأقطاب الكهربائية كما في الرسم البياني يقلل من العجز الحثي لدائرة اللحام ، كما أن وصل الصنبور المركزي على المحول الثانوي إلى العمل يسمح بتغير معدل ذوبان الأقطاب الكهربائية الثابتة والمتحركة إلى لكل الشرط. عادة ما تكون الأقطاب الداخلية المتحركة عادة من مرتين إلى ثلاث مرات من طول المفصل ، بينما من الواضح أن الأقطاب الخارجية لها نفس طول وصلة اللحام نفسها. الفجوة التوافقية عادة ما تكون 60 - 80 ملم.
يتم الإبقاء على الخلوص بين الأقطاب الخارجية وقطعة العمل الملحومة إلى الحد الأدنى وعادة ما يكون من أجل 7 إلى 10 ملم. الأقطاب الداخلية لها سمك 35 إلى 50٪ أقل من الأقطاب الخارجية وهي متباعدة بين 30 و 40 مم. يتم التحكم في المظهر النهائي للحام بواسطة العطلة في كتل الاحتفاظ بالنحاس الثابتة المبردة بالماء.
يبدأ اللحام عادة عن طريق صب الخبث المنصهر في تجويف اللحام (الشكل 11.28). إن مستنقع بدء التشغيل هو ضحل نظرًا لاستقرار العملية بسرعة. تضمن وحدة التحكم الحالية الصيانة التلقائية لظروف اللحام الثابتة. يمكن استخدام هذا البديل من عملية ESW للحام ناجح للأقسام المستطيلة والمربعة والدائرية من أي بعد عمليًا.
