أعلى 7 متغيرات من GMAW

هذه المقالة يلقي الضوء على المتغيرات السبعة الأعلى لحام القوس المعدني الغاز (GMAW). المتغيرات هي: 1. قوس الجهد 2. معدل تغذية الأسلاك 3. سرعة السفر 4. القطب الكهربائي Stickout 5. الكهربائي إلى العمل زاوية 6. موقف لحام 7. حجم الكهربائي.

متغير # 1. الجهد القوسي:

مع مصدر طاقة ثابت مسطح ، يتم التحكم في جهد القوس بشكل أساسي عن طريق ضبط جهد الدائرة المفتوحة (OCV). يوجد فرق صغير في القيمة الفعلية لجهد القوس والقيمة المحددة لـ OCV بسبب انخفاض الجهد في الكبل و تدلى طفيف في سمة VI لمصدر الطاقة نفسها. يوضح الشكل 10.3 التغير في جهد القوس مع التغيير في OCV.

التغيير في الجهد القوسي يؤدي إلى تغيير طول القوس ويؤثر على عرض الحبة مباشرة. لا يؤثر التغيير في جهد القوس فقط على الأبعاد الخارجية للخرز بل يؤثر أيضًا على البنية المجهرية وحتى على نجاح العملية وفشلها من خلال التأثير على طريقة نقل المعادن.

عندما يكون الجهد القوسي منخفضًا للغاية ، يكون النقل المعدني إما عن طريق وضع دائرة قصيرة (بمعدل تغذية سلكي منخفض) أو عن طريق نقل تناثر (بمعدل تغذية سلك عالي). هذا النمط من نقل المعدن يجعل العملية ناجحة للاستخدام في وضع اللحام وعادة ما يحدث في درجة حرارة معدنية منخفضة مع فقدان أقل لعناصر السبائك.

متغير # 2.سلك تغذية معدل:

بالنسبة لمصدر طاقة مميز مسطح ، يختلف تيار اللحام بالتغير في معدل تغذية الأسلاك وتظهر علاقة عامة بين الاثنين في الشكل 10.4. يوضح الشكل أن العلاقة خطية عند معدل تغذية أقل ولكن مع زيادة سرعة الأسلاك ، خاصة للأسلاك ذات القطر الصغير ، يصبح منحنى معدل الانصهار غير خطي.

ويعزى ذلك عادة إلى زيادة مقاومة المقاومة التي تزداد في حد ذاتها مع الزيادة في معدل تغذية الأسلاك. لنفس زيادة معدل تغذية الأسلاك في قطر السلك يستلزم زيادة الطلب على اللحام الحالي. تؤدي الزيادة في تيار اللحام ، مع بقاء المتغيرات الأخرى ثابتة ، إلى زيادة عمق الاختراق وعرض اللحام ، وزيادة معدل الترسيب وزيادة حجم حبة اللحام في مقطع عرضي معين.

متغيرة # 3.سرعة السفر:

تغلغل اللحام هو الحد الأقصى عند سرعة لحام معينة وينخفض ​​مع تفاوت السرعة في كلا الاتجاهين. ومع ذلك ، فإن الانخفاض في السرعة يرافقه زيادة في العرض بينما ينتج عن زيادة السرعة في الخرز أضيق. يحدث الانخفاض في الاختراق مع انخفاض السرعة بسبب انزلاق المعدن المصهور المفرط في حوض اللحام مما يؤدي إلى تجمع لحام ضحل.

وبالتالي فإن زيادة المدخلات الحرارية لكل وحدة طولها بسبب انخفاض السرعة تظهر نفسها في شكل زيادة عرض اللحام والعكس صحيح لزيادة سرعة اللحام. قد تكون سرعة اللحام العالية بشكل مفرط مصحوبة بالتخفيض بسبب عدم كفاية المعدن المتوفر لملء المنطقة المصهورة بالقوس.

المتغير # 4.القطب الكهربائي:

تُعرف المسافة من الطرف السفلي لأنبوب التلامس إلى طرف سلك الإلكترود المتخبط ، كما هو موضح في الشكل 10.5 ، باسم عصا الإلكترود. إنها معلمة لحام مهمة للتحكم في معدل الترسيب والهندسة الخرزية. مع زيادة الإرغاء ، تزداد مقاومتها الكهربائية وتؤدي إلى التسخين المسبق للسلك مما يؤدي إلى انخفاض متطلبات التيار عند أي معدل تغذية سلكي معين. طويلة جدا ينتج عن الإرضاء أن يتم ترسب معدن مفرط مع حرارة قوس منخفضة مما يؤدي إلى اختراق ضحل وشكل حبة غير مرضية.

هذا قد يؤدي أيضا إلى قوس غير مستقر مع انخفاض القدرة على المناورة. ﻗﺪ ﻳﺆدي اﻻﺧﺘﺰال اﻟﻘﺼﻴﺮ ﺟﺪًا إﻟﻰ إﺣﺮاق اﻟﻨﻔﺎﻳﺎت ﻣﻤﺎ ﻳﺆدي إﻟﻰ ﺗﻠﻒ أﻧﺒﻮب اﻟﺘﻼﻣﺲ وﻃﻮل اﻟﻘﻮس اﻟﻤﻔﺮط أو ﺣﺘﻰ إﻟﻰ اﻧﻘﻄﺎع ﻓﻲ اﻟﻌﻤﻠﻴﺔ. عادة ما يتم الاحتفاظ بالتماسك بين 5 إلى 15 ملم لنقل الدائرة القصيرة و 16-25 ملم للأنواع الأخرى من نقل المعادن.

تعد مسافة فوهة الهواء (NWD) مهمة أيضًا في التحكم في شكل وجودة الخرزة. قصيرة للغاية ينتج عن NWD تلف في فوهة الغاز عن طريق التسخين المفرط في حين أن NWD يؤثر على كفاءة غاز التدريع. يجب أن تكون المسافة العادية بين الفوهة إلى العمل حوالي 1 إلى 1.5 مرة من القطر الداخلي لفوهة الغاز المستخدمة.

متغيرة # 5. الكهربائي من العمل زاوية:

الموقف الذي يحمل مسدس اللحام فيما يتعلق باتجاه السفر قد يؤثر بشكل كبير على هندسة الخرزة. في اللحام الأوتوماتيكي يتم عادةً وضع المسدس عموديًا على قطعة العمل. ومع ذلك ، في اللحام شبه الأوتوماتيكي ، يتم تثبيت المسدس إما في الخلف أو موقع اللحام الأمامي ، كما هو موضح في الشكل 10.6 ؛ هذا يساعد اللحام على رؤية تجمع اللحام والمناورة على النحو المطلوب.

وينتج موضع اللحام الأمامي عن اللحام بالاختراق الضحل ولكن بحبة أوسع. اللحام الخلفي يعطي اللحام الضيق بل الذروة مع اختراق عميق. لحام الخلفية هو الموقف الأكثر استخداما مع زاوية القطب إلى العمل بين 60 إلى 85 درجة. على الرغم من أن الزاوية التي تبلغ حوالي 75 درجة هي الأكثر شعبية ، إلا أن زاوية 65 درجة تشير إلى الحد الأقصى من الاختراق ، والقوس المستقر ، والأقل ترشيشًا.

بالنسبة لحامات القطع ، يتم تثبيت مسدس GMAW بحيث يتم وضع قطب كهربائي يميل بشكل متساوٍ إلى سطحَي العمل ، ثم يتم اعتماد الموضع الخلفي بزاوية 75 درجة إلى 85 درجة مع اتجاه اللحام.

على الرغم من أنه يمكن التلاعب بالخرز والعرض بشكل كبير عن طريق تغيير الإلكترود من موقع الضبط الأمامي إلى الخلف ، إلا أنه لا يعتبر طريقة مناسبة للتحكم في هندسة الخرزة ، وإنما يتم التحكم في جهد القوس ولحام التيار. يتم عرض التأثيرات النوعية لزاوية الإلكترود إلى العمل على هندسة الخرزة في الشكل 10.7.

المتغير # 6.وضع اللحام :

تتأثر أيضًا هندسة حبيبات اللحام بالموضع الذي تقام فيه قطعة العمل فيما يتعلق بمسدس اللحام. يمنح وضع اللفة المائلة أو المسطحة الشكل الأكثر حبة مرضية ويمكن استخدام جميع وسائل نقل المعادن بشكل فعال. ومع ذلك ، تتطلب مواضع اللحام العلوية والعمودية أن يكون نقل المعادن إما عن طريق الرش أو وضع الدائرة القصيرة.

يوصى باستخدام سلك قطب قطره 1-2 مم لهذه المواضع بحيث يصبح حجم بركة اللحام كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن التحكم فيه بسهولة. حجم الخرزة هو عادة صغير في هذه المواقف. يتم عادةً استخدام اللحام العمودي لأسفل لصفائح اللحام في الموضع الرأسي ، بينما يعتبر وضع اللحام الرأسي أكثر شيوعًا في لحام المفاصل المحيطية في الأنابيب.

متغير حجم # 7.قطب كهربائي:

كل حجم سلك إلكترود لديه حد عملي يمكن استخدامه بفعالية. وينتج عن تيار اللحام الأقل من النطاق الأمثل نقص في الانصهار والنتائج الحالية العالية في زيادة الترشيش والمسامية ومظهر الخرزة الضعيف.

يؤثر مقاس القطب أيضًا على الاختراق وعرض اللحام في نفس سلك القطر السفلي الحالي مما يعطي اختراقًا أعمق بينما يتم الحصول على خرزات أوسع مع اختراق ضحل بأسلاك أكبر قطرًا.

عموما ، ومع ذلك ، هناك ميل لاستخدام أسلاك قطرها أصغر بسبب الأسباب التالية:

(ط) تعديل طول القوس السريع ،

(ثانيا) طريقة الرش من نقل المعادن ،

(3) من السهل التخزين المؤقت ، و

(4) كفاءة الترسيب العالي.

عندما يتم تغيير طول القوس بسبب التغير غير المقصود في موضع يد لحام أو تغيير في معدل تغذية السلك ، فإنه يؤدي إلى تغيير في جهد القوس إلى الحد الذي تتغير فيه الأعمدة ، كما هو موضح في الشكل 10.8.

يؤدي الجهد القوسي إلى التغيير في التيار القوسي كما هو موضح في الشكل 10.9. هذا واضح

أن هذا التغيير في التيار القوسي هو أكثر بكثير بالنسبة لمصدر الطاقة الذي يتميز بخاصية VI المسطحة مقارنةً بالخاصية VI المتدرجة. الآن ، يعتمد معدل إذابة القطب أو ذبذبه على تيار اللحام المسحوب ، كما هو موضح في الشكل 10.10 ، والذي يوضح أيضًا أن أنحف سلك الإلكترود يوسع نطاق معدل تغذية السلك الذي يغطيه. وبعبارة أخرى ، للتغير المتساوي في التيار ، التغيير في معدل الحرق أكثر بكثير من الأسلاك السميكة مما يفسر لماذا يتم تصحيح طول القوس بسرعة أكبر للأسلاك الرقيقة مقارنة بالأسلاك السميكة.

بالنسبة إلى نفس تيار اللحام ، تكون الكثافة الحالية المحققة لسلك رقيق أعلى بكثير من السلك الكثيف ، كما هو موضح في الشكل 10.11. يبين الشكل 10.12 التأثير المشترك للجهد القوسي (أو طول القوس) والتيار على طريقة النقل المعدني.

النتيجة الواضحة هي أن طريقة الرش لنقل المعدن يمكن تحقيقها في تيار أقل بكثير ومع مصدر طاقة لسعة تيار أقل. هذا يؤدي إلى تعزيز السيطرة في لحام المواقع وتحسين اللحامات الجودة.

على الرغم من أن المناقشة السابقة جيدة كقاعدة عامة ولكن للحصول على صورة كاملة عن طريقة نقل المعادن ، فمن الضروري معرفة تأثير غاز التدريع على مادة سلك التغذية. على سبيل المثال ، وبغض النظر عن أفضل الجهود مع أنحف سلك ممكن ، يكاد يكون من المستحيل الحصول على طريقة الرش لنقل المعدن مع ثاني أكسيد الكربون كغاز التدريع.

إن عدد القطيرات المنقولة من سلك الإلكترود إلى بركة اللحام ، المشار إليها باسم تردد نقل القطيرات ، غالباً ما يقرر شكل وجودة اللحام. أقل من 20 قطرا في الثانية عادة ما تعتبر غير مرضية. يوضح الشكل 10.13 تأثير بعض تركيبات الغاز-المعدن شائعة الاستخدام على تردد نقل الرذاذ في GMAW.

تتحسن كفاءة الترسيب لعملية GMAW أيضًا مع استخدام أسلاك أنحف ، كما هو موضح في الشكل 10.14. تصور المنحنيات على وجه التحديد أداء GMAW باستخدام CO ₂ كغاز التدريع.

كما أن الأسلاك المبطنة سهلة التخزين والتعامل مع زيادة معدل تغذية الأسلاك بشكل ملحوظ مع انخفاض قطر السلك.

على الرغم من عدد من مزايا استخدام الأسلاك الرقيقة ، يجب أن نضع في الاعتبار أن مشكلة التغذية تزداد بشكل كبير مع انخفاض القطر وأن نطاق اللحام الحالي ، الذي يمكن استخدام سلك عليه ، يضيق. أيضا ، وأسلاك قطرها أصغر تكلفة على أساس الوزن. وهكذا ، لكل تطبيق هناك حجم سلكي محدد يعطي الحد الأدنى من تكلفة اللحامات.