Povečan izstop, varjenje z dvojno žico in tandemsko varjenje lahko povečajo produktivnost postopka, ki je že tako ali tako znan po visokih stopnjah nanašanja!
Varjenje pod praškom ali EPP (elektro obločno varjenje pod praškom, angleško SAW – submerged arc welding) je postopek varjenja, ki lahko zagotavlja visoke stopnje nanašanja in globoko penetracijo z zelo hitrim tempom. Proizvajalci težkih delov, kot npr. tisti, ki delajo z ravnimi ploščami, obodnimi zvari v cevi in spiralnimi cevovodi, z veseljem sprejemajo tehnologijo, ki jim pomaga optimizirati proizvodnjo. Seveda proizvajalci kovin vedno iščejo načine za povečanje produktivnosti. Cilj je preprost: če lahko podjetje poveča število delovnih mest v obratu, lahko prinese dodaten prihodek za rast podjetja.
Proizvajalcem kovin tako danes na srečo pomaga tehnološki napredek, ki omogoča izboljšanje učinkovitost postopka varjenja pod praškom. Nekaj tehnik, kot je varjenje s povečanim izstopom, dvojna žica in tandemsko varjenje, se v proizvodnih okoljih pogosto uporablja in dokazano pomaga pri doseganju ciljev za povečane produktivnosti.
Kako poteka varjenje pod praškom?
Preden si pogledamo te pristope za izboljšanje učinkovitosti, bomo najprej razložili, kaj sploh je varjenje pod praškom in kako postopek poteka.
Postopek varjenja se je prvič pojavil v tridesetih letih 20. stoletja kot metoda za varjenje ravnih spojev na cevi. Metoda je sčasoma postala še bolj priljubljena zaradi proizvodnih prednosti, ki se niso mogle kosati z varilnimi postopki, ki so bili bolj ročno intenzivni.
Tako kot mnogi drugi postopki varjenja se tudi varjenje pod praškom začne z elektrodo, ki sega iz kontaktne cevi. Za ta postopek lahko uporabite polno žico ali polnjeno žico. Če se uporablja polnjena žica, oprema za postopek običajno ne potrebuje nobenih sprememb v primerjavi z nastavitvijo opreme s polno žico. Polnjena žica lahko zagotovi višje stopnje nanašanja, prah v žici pa vpliva na varilno kemijo in mehanske lastnosti spoja, kar morda ni mogoče pri polnih žicah.
Električni tok, ki teče med elektrodo in obdelovancem, ustvari oblok, ki tali žico, kovinsko površino in talilo. Talilo je granuliran material, ki teče skozi cev lijaka in se nanese tik pred dejansko varilno cono. Ko se talilo porabi, ščiti varilni bazen pred zunanjim okoljem in lahko tudi doda lastnosti končnemu spoju.
Običajno se za enakomerno premikanje varilnega gorilnika in cevi lijaka za talilo po varilnem spoju uporablja avtomatiziran voziček. Prav tako so avtomatizirano podajanje žice ter nadzor napetosti in toka potrebni za ohranjanje natančnega nadzora parametrov varjenja. Postopek je mogoče izvajati ročno, vendar so te aplikacije dandanes zelo redke. Tistih varilcev, ki imajo izkušnje s tovrstnim polavtomatskim delovanjem, je malo, tisti, ki znajo, pa so tik pred upokojitvijo.
Ko se varilni gorilnik premakne naprej, se talilo stopi in strdi, da tvori žlindro na vrhu pravkar zvarjenega valja. To žlindro je treba odstraniti s preprostim orodjem, podobnim kladivu, ali z avtomatiziranim orodjem za pripravo površine.
Prednosti varjenja pod praškom
Prednosti tega postopka so precej očitne. Nadzorovan postopek vodi do visokokakovostnega in ponovljivega zvara z majhnim tveganjem nepopolnega zlitja zaradi globoke penetracije. Zagotavlja visoko stopnjo nanašanja pri uporabi več elektrod. Talilo pomaga odstraniti brizganje in hlape pri varjenju. Potovalne hitrosti pri tej metodi lahko dosežejo do 380 centimetrov na minuto.
Povečan izstop
Proizvajalci kovin, ki iščejo nizkocenovno povečanje produktivnosti, bodo morda želeli razmisliti o povečanju štrlečega dela – razdalje med kontaktno konico in obdelovancem. Ta tehnika izboljšave je tako preprosta, kot se sliši, in operativno je enaka običajnem postopku varjenja pod praškom. Običajno je izstop za to metodo od 2 do 4 cm. Večji izstop lahko zahteva povečanje razdalje na 6 cm.
Pri uporabi povečanega štrlečega dela je varilna žica predhodno segreta zaradi povečanja odpornosti žice, ki je izpostavljena. Posledica tega je povečanje hitrosti podajanja žice za dano raven toka, kar pomeni višjo stopnjo nanašanja. S tehničnega vidika je hitrost nastajanja toplote določena z načelom I2R, kjer je I varilni tok, R pa upor varilne žice od kontaktne točke do obloka.
Metoda povečanega pristopa lahko nekatere skrbi, da žica ne more vzdrževati stroge poravnave z linijo zvara. Vendar to ni problem pri razvoju neprevodnih materialov, ki zagotavljajo dosledno postavitev elektrod. Te neprevodne konice so videti zelo podobne navadnim kontaktnim cevkam, vendar so na voljo v različnih dolžinah, odvisno od tega, koliko štrlečega dela se uporablja. Imajo priložen adapter, ki jim omogoča privijanje na običajno mesto konice na gorilniku.
Varjenje z dvojno žico
Proizvajalci, ki še vedno iščejo še višje stopnje nanašanja, bodo morda želeli razmisliti o varjenju z dvojno žico. Ta tehnika zahteva dovajanje dveh elektrod skozi eno enoto za dovajanje žice v isti varilni bazen. Obe žici se napajata z enako hitrostjo in imata enak električni potencial. Uporabite lahko izmenični ali enosmerni tok, odvisno od kombinacije nanašanja in penetracije, potrebne za aplikacijo.
Varjenje z dvojno žico se lahko uporablja na tipičnem napajalniku z močjo 1000 amperov, ki bi se običajno uporabljal za enožične žage. Tudi ta pristop z dvema žicama ne zahteva več talila v primerjavi z metodo z eno žico. Dodatna žica lahko predstavlja nekaj težav, vendar proizvajalcem ni treba skrbeti za zaplete pri hranjenju. Enota za podajanje žice vsebuje tretji pogonski valj, nameščen na gredi, da ustvari dodaten utor za podajanje druge žice. Ohranjanje žic v skladu s smerjo vožnje je lahko izziv. Dodajanje naprav za ravnanje žice lahko pomaga rešiti to težavo. Proizvajalci kovin lahko prilagodijo razmik žic tako, da spremenijo kontaktni blok med žicami. Za spreminjanje razmika žic so na voljo kontaktni bloki različnih dimenzij.
Tandemsko varjenje
Za še večje stopnje nanašanja in več nadzora nad postopkom varjenja bodo proizvajalci kovin morda ugotovili, da je tandemsko varjenje pod praškom pravi pristop k povečanju produktivnosti
Tandemsko varjenje ima običajno vsaj dva neodvisna obloka, ki delujeta v istem zvarnem bazenu in sta nameščena tako, da sledita smeri gorilnika. Vsaka žica se zanaša na svojo podajalno enoto. V tandemu bi lahko uporabili do pet lokov, da bi dosegli bistveno višje stopnje odlaganja. S to metodo lahko izdelovalec kovin neodvisno nadzoruje vsako žico in celo upravlja eno v enosmernem toku, drugo pa v izmeničnem toku ali spremenljivi polariteti. Na primer, ena najpogostejših aplikacij je uporaba DCEP na vodilnem loku za doseganje večje penetracije in AC na slednem loku za povečano odlaganje. Nekateri sistemi lahko celo upravljajo oba loka v AC.
Sklep
Te tri izboljšave produktivnosti za varjenje pod praškom lahko pomagajo proizvajalcem kovin pri reševanju potrebe po povečanju produktivnosti – ali morda celo pri spremembi mehanskih lastnosti zvara, če je potrebno. Poglobljeno poznavanje uporabe, želenih rezultatov in različic postopka lahko tako pomagajo sprejeti najboljšo odločitev, ko gre za izboljšanje učinkovitosti.
VIR (1) CWB group
VIR (2) CruxWel