การเชื่อมอาร์คโลหะหุ้มฉนวน (ย่อว่า SMAW)หลักการคือ: อาร์คถูกสร้างขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดที่เคลือบและโลหะฐาน และวิธีการเชื่อมโดยใช้ความร้อนของอาร์คเพื่อละลายอิเล็กโทรดและโลหะฐานชั้นนอกของอิเล็กโทรดถูกปกคลุมไปด้วยฟลักซ์การเชื่อมและละลายเมื่อสัมผัสกับความร้อน ซึ่งมีหน้าที่ในการรักษาเสถียรภาพของส่วนโค้ง สร้างตะกรัน ดีออกซิไดซ์ และการกลั่นเนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียบง่ายและการทำงานที่ยืดหยุ่น จึงสามารถเชื่อมเข้ากับรอยเชื่อมที่เกิดจากตำแหน่งและข้อต่อที่แตกต่างกันในพื้นที่ได้อย่างง่ายดายดังนั้นจึงยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน
รูปที่ 1: การเชื่อมต่อการเชื่อมอาร์กโลหะป้องกัน
การเชื่อมอาร์กแบบแมนนวลแสดงในรูป:
ก่อนการเชื่อม ให้เชื่อมต่อชิ้นงานที่เชื่อมและที่คีบเชื่อมเข้ากับขั้วทั้งสองของเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแล้วยึดลวดเชื่อมด้วยที่คีบเชื่อมในระหว่างการเชื่อม ลวดเชื่อมและชิ้นงานจะสัมผัสกันทันที ทำให้เกิดการลัดวงจร จากนั้นจึงแยกออกจากกันด้วยระยะห่างที่กำหนด (ประมาณ 2-4 มม.) และส่วนโค้งจะติดไฟ
รูปที่ 2: กระบวนการเชื่อมอาร์คโลหะหุ้มฉนวน
ชิ้นงานใต้ส่วนโค้งจะละลายทันทีจนกลายเป็นสระหลอมเหลวกึ่งวงรีหลังจากที่การเคลือบอิเล็กโทรดละลาย ส่วนหนึ่งของมันจะกลายเป็นก๊าซที่ล้อมรอบส่วนโค้งเพื่อแยกมันออกจากอากาศ ดังนั้นจึงช่วยปกป้องโลหะเหลวจากออกซิเจนและไนโตรเจนส่วนหนึ่งจะกลายเป็นตะกรันหลอมเหลวหรือพ่นลงในสระหลอมเหลวเพียงอย่างเดียวหรือละลายด้วยแกนกลาง หยดโลหะเหลวหลอมเหลวจะถูกพ่นไปที่สระหลอมเหลวด้วยกัน
ในส่วนโค้งและสระหลอมเหลว โลหะเหลว ตะกรัน และก๊าซอาร์กจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีบางอย่างซึ่งกันและกัน เช่น การละลายของก๊าซให้เป็นโลหะเหลว และปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์ก๊าซและตะกรันในสระหลอมเหลวลอยขึ้นเนื่องจากมีน้ำหนักเบาเมื่อส่วนโค้งถูกลบออก อุณหภูมิจะลดลง และโลหะและตะกรันจะแข็งตัวทีละส่วนด้วยวิธีนี้ โลหะทั้งสองชิ้นจะเชื่อมต่อกันด้วยโลหะเชื่อมที่หลอมละลายและตกผลึกเนื่องจากการหดตัวของตะกรันแตกต่างจากโลหะ มันจะลื่นไถลไปบนเปลือกตะกรันและขอบโลหะ และเปลือกตะกรันอาจหลุดออกโดยอัตโนมัติหรือหลุดออกหลังจากถูกกระแทก และรอยเชื่อมโลหะด้วยเกล็ดปลา สามารถสัมผัสได้
อุปกรณ์หลักของการเชื่อมอาร์กแบบแมนนวลคือเครื่องเชื่อมไฟฟ้าเครื่องเชื่อมไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานที่สร้างอาร์คการเชื่อม โดยมีไฟ AC และ DC อยู่ 2 ชนิดปัจจุบันมีเครื่องเชื่อมไฟฟ้าที่ผลิตในจีนอยู่หลายชนิด แบ่งเป็น เครื่องเชื่อมไฟฟ้ากระแสสลับ และเครื่องเชื่อมไฟฟ้ากระแสตรง ตามโครงสร้าง
มีวิธีการเชื่อมต่อที่แตกต่างกันสองวิธีสำหรับเครื่องเชื่อม DCเมื่ออิเล็กโทรดเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดลบและชิ้นงานเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดบวก มันเป็นวิธีการเชื่อมต่อที่เป็นบวกตรงกันข้ามคือวิธีการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับโดยทั่วไปเมื่อทำการเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำที่เป็นด่าง (เช่นE7018, E7016) เพื่อให้ส่วนโค้งเผาไหม้ได้อย่างเสถียร จึงกำหนดให้ใช้วิธีการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับแบบ DCเมื่อใช้อิเล็กโทรดกรด (เช่นE6013, เจ422) ในการเชื่อมแผ่นเหล็กหนา ใช้วิธีการเชื่อมต่อไปข้างหน้า เนื่องจากส่วนแอโนดมีอุณหภูมิสูงกว่าส่วนแคโทด และวิธีการเชื่อมต่อไปข้างหน้าสามารถรับความลึกในการเจาะที่มากขึ้นเมื่อเชื่อมแผ่นเหล็กบางและโลหะที่ไม่ใช่เหล็กจะใช้วิธีการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับเมื่อเชื่อมด้วยไฟฟ้ากระแสสลับเนื่องจากขั้วเปลี่ยนสลับกันจึงไม่จำเป็นต้องเลือกการเชื่อมต่อขั้ว
วัสดุการเชื่อมสำหรับการเชื่อมแบบแมนนวลคือลวดเชื่อมไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยแกนเหล็กและการเคลือบด้านนอกของแกนเหล็ก (ดูเพิ่มเติมองค์ประกอบของอิเล็กโทรดเชื่อม).
แกนเชื่อม
บทบาทของแกนเหล็ก (แกนเชื่อม) ส่วนใหญ่จะทำหน้าที่นำไฟฟ้าและก่อตัวเป็นโลหะที่สะสมโดยมีองค์ประกอบบางอย่างที่ส่วนปลายของอิเล็กโทรดแกนเชื่อมสามารถทำจากเหล็กได้หลากหลายชนิดองค์ประกอบของแกนเชื่อมส่งผลโดยตรงต่อองค์ประกอบและประสิทธิภาพของโลหะที่สะสมดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้แกนเชื่อมเพื่อลดเนื้อหาขององค์ประกอบที่เป็นอันตรายให้เหลือน้อยที่สุดนอกเหนือจากการจำกัด S และ P แล้ว ลวดเชื่อมบางชนิดยังจำเป็นต้องมีแกนการเชื่อมเพื่อควบคุม As, Sb, Sn และองค์ประกอบอื่นๆ
รูปที่ 3: อิเล็กโทรดเชื่อม Tianqiao E6013
เคลือบฟลักซ์
การเคลือบอิเล็กโทรดสามารถเรียกได้ว่าเป็นการทาสีวัตถุประสงค์หลักของการเคลือบบนแกนคือเพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมและเพื่อให้แน่ใจว่าโลหะที่สะสมนั้นมีองค์ประกอบและประสิทธิภาพที่แน่นอนสารเคลือบอิเล็กโทรดสามารถผสมกับผงวัตถุดิบหลายร้อยชนิด เช่น ออกไซด์ คาร์บอเนต ซิลิเกต สารอินทรีย์ ฟลูออไรด์ เฟอร์โรอัลลอย และผลิตภัณฑ์เคมีตามอัตราส่วนสูตรที่กำหนดวัตถุดิบต่างๆ สามารถแบ่งออกได้เป็นประเภทต่อไปนี้ตามบทบาทในการเคลือบอิเล็กโทรด:
1. สารทำให้คงตัวทำให้อิเล็กโทรดเริ่มต้นส่วนโค้งได้ง่ายและสามารถรักษาส่วนโค้งให้คงที่ในระหว่างกระบวนการเชื่อมสารใดก็ตามที่แตกตัวเป็นไอออนได้ง่ายสามารถทำให้ส่วนโค้งมีความเสถียรได้โดยทั่วไปจะใช้สารประกอบของโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่น โพแทสเซียมคาร์บอเนต โซเดียมคาร์บอเนต หินอ่อน เป็นต้น
2. สารก่อตะกรันสามารถสร้างตะกรันหลอมเหลวด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีบางอย่างระหว่างการเชื่อม ครอบคลุมพื้นผิวของโลหะหลอมเหลว ปกป้องสระเชื่อมและปรับปรุงรูปร่างของการเชื่อม
3. สารกำจัดออกซิไดเซอร์ผ่านปฏิกิริยาเคมีทางโลหะวิทยาในกระบวนการเชื่อมเพื่อลดปริมาณออกซิเจนในโลหะเชื่อมและปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของการเชื่อมสารกำจัดออกซิไดซ์หลัก ได้แก่ เฟอร์โรแมงกานีส เฟอร์โรซิลิกอน และเฟอร์โรไทเทเนียม
4. สารกำเนิดก๊าซสามารถแยกและปล่อยก๊าซภายใต้การกระทำของอุณหภูมิสูงส่วนโค้งเพื่อปกป้องส่วนโค้งและสระหลอมเหลวและป้องกันการบุกรุกของออกซิเจนและไนโตรเจนในอากาศโดยรอบ
5. สารผสม ใช้เพื่อชดเชยการเผาไหม้ขององค์ประกอบโลหะผสมและการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบโลหะผสมในการเชื่อมในระหว่างกระบวนการเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าโลหะเชื่อมได้รับองค์ประกอบทางเคมีและประสิทธิภาพที่จำเป็น
6. Plasticizing Lubricant เพิ่มความเป็นพลาสติก การเลื่อนหลุด และความลื่นไหลของผงเคลือบในกระบวนการอัดแท่งเชื่อม เพื่อปรับปรุงคุณภาพการอัดของแท่งเชื่อม และลดความเยื้องศูนย์
7. กาว ทำให้ผงเคลือบมีความหนืดที่แน่นอนในระหว่างกระบวนการเคลือบแบบอัด สามารถยึดเกาะกับแกนเชื่อมได้อย่างแน่นหนา และทำให้การเคลือบลวดเชื่อมมีความแข็งแรงบางอย่างหลังจากการอบแห้ง
เวลาโพสต์: Jul-27-2021