Među najčešće korištenim i najučinkovitijim automatskim postupcima zavarivanja u modernoj teškoj industriji i proizvodnji čeličnih cijevi, jedan jezavarivanje pod praškom(PILA). Kao zrela tehnologija, SAW ima karakteristike kao što su potopljeni luk, zaštita od fluksa, duboko prodiranje, stabilna kvaliteta zavarivanja i manje prskanja. Za razliku od MIG i TIG metoda zavarivanja (otvoreni luk), cijeli luk i bazen rastaline kod zavarivanja pod praškom potpuno su prekriveni i zaštićeni praškom, čime se područje zavarivanja izolira od zraka i izbjegavaju oksidacijski nedostaci. Otkako je započela industrijska proizvodnja, zavarivanje pod praškom postalo je osnovni postupak zavarivanja spiralno zavarenih cijevi, čeličnih konstrukcija debelih-stjena, tlačnih posuda, proizvodnje kotlova, brodogradnje i proizvodnje velike opreme. Zbog svoje prikladnosti za zavarivanje debelih limova, jakog kapaciteta struje i jednostavnosti automatizacije, zavarivanje pod praškom zauzelo je nezamjenjivo mjesto u proizvodnji teške industrije.
Osnovna definicija i princip rada
Zavarivanje pod praškom je automatski ili polu{0}}automatski postupak elektrolučnog zavarivanja koji koristi punu žicu kao dodatni materijal iflukskao zaštitni medij. Ključna značajka ovog procesa je da je tijekom procesa zavarivanja luk prekriven slojem topitelja i ne može se vidjeti otvoreni plamen. Cijela metalurška reakcija zavarivanja dovršena je u zatvorenom okruženju za zaštitu od troske.
Njegov princip rada može se podijeliti u četiri faze: paljenje luka, toplinsko taljenje, metalurška reakcija i zaštita od stvaranja troske. Kada se aparat za zavarivanje pokrene, kratki spoj između žice za zavarivanje i obratka stvara prolaznu struju, čime se pali luk. U isto vrijeme, toplina luka visoke-temperature topi okolni prašak, žicu za zavarivanje i osnovni materijal. Otopljeni topilac tvori viskozan i gust sloj tekuće troske koji može u potpunosti prekriti visoko-temperaturni rastaljeni bazen. Ovaj sloj troske može izolirati kisik, dušik i vodenu paru u zraku, sprječavajući ulazak štetnih plinova u zavareni šav. Istodobno se odvija niz složenih metalurških reakcija između rastaljene troske i rastaljenog čelika, kao što su deoksidacija, desumporizacija i defosforizacija, čime se pročišćava mikrostruktura zavarenog šava i poboljšavaju mehanička svojstva zavarenog spoja. Nakon hlađenja, tekuća troska se skrutne u tvrdu ljusku na površini zavara, koja se lako uklanja i formira glatki i jednolični zavar.
Glavna oprema i materijali SAW sustava
Kompletan sustav za zavarivanje pod praškom sastoji se od profesionalne opreme za zavarivanje, žice za zavarivanje i specijalnog praška.
1. Oprema za zavarivanje
Osnovna oprema se uglavnom sastoji od automatskog napajanja za zavarivanje, dodavača žice, kolica za zavarivanje ili mobilnog portalnog sustava, dovoda fluksa i uređaja za oporavak. Napajanje za zavarivanje osigurava stabilnu struju i napon kako bi se osiguralo kontinuirano i stabilno izgaranje luka. Automatski dodavač žice može precizno kontrolirati brzinu dodavanja žice i uskladiti je s brzinom kretanja zavarivanja kako bi se izbjegao prekid luka i nestabilna rastaljena baza. Hodajuća kolica pokreću pištolj za zavarivanje da se kreće ravnomjernom brzinom, osiguravajući dosljednost širine zavara i dubine prodiranja. Osim toga, automatski sustav cirkulacije topitelja može postići automatsko širenje i oporavak topitelja, ne samo osiguravajući kontinuiranu zaštitu tijekom procesa zavarivanja, već i poboljšavajući iskorištenost materijala i time smanjujući troškove proizvodnje.
2. Žica i prašak za zavarivanje
Zavarivanje pod praškom oslanja se na kombinirani učinak žice za zavarivanje i praška za postizanje metalurške optimizacije. Žica za zavarivanje daje dodatni metal i elemente legure, dok prašak služi kao zaštitno sredstvo, sredstvo za deoksidaciju i uklanjanje nečistoća. Različite vrste čelika, poput ugljičnog čelika, nisko-legiranog čelika visoke-čvrstoće i čelika za cjevovode, zahtijevaju odgovarajuće neutralne, kisele ili alkalne flukseve. Među njima, alkalni topitelji imaju relativno jaku sposobnost uklanjanja nečistoća, što može značajno poboljšati nisko-temperaturnu žilavost i otpornost na pukotine zavara, te su prikladni za visoko-standardno zavarivanje cjevovoda i tlačnih posuda; kiseli fluksevi imaju dobru izvedbu procesa, stabilan luk i lijepu formaciju zavara, a uglavnom se koriste za zavarivanje običnog konstrukcijskog čelika.
Kompletan tehnološki postupak zavarivanja pod praškom
1. Priprema prije -zavara
Pred{0}}obrada zavara ključni je korak u osiguravanju kvalitete zavara. Prvo, površina proizvoda i područje zavara moraju se temeljito očistiti, uklanjajući hrđu, ljuske oksida, mrlje od ulja, vlagu i druge nečistoće kako bi se spriječili nedostaci kao što su pore, uključci troske i pukotine uzrokovane nečistoćama. Drugo, prašak se mora sušiti na određenoj visokoj temperaturi kako bi se uklonila unutarnja vodena para, čime se smanjuje sadržaj vodika u zavarenom šavu i izbjegavaju-hladne pukotine izazvane vodikom. Osim toga, operater treba prilagoditi razmak sklopa za zavarivanje i kut zavarivanja u skladu s debljinom lima i standardima zavarivanja kako bi se osigurao ujednačen sloj prodiranja i dobra fuzija.
2. Postavke parametara i probno zavarivanje
Prije službenog procesa zavarivanja, osoblje treba postaviti osnovne parametre procesa, uključujući struju zavarivanja, napon, brzinu kretanja luka i duljinu žice, itd. Struja određuje unos topline i dubinu prodiranja zavara; napon kontrolira širinu zavarenog šava i izgled zavarenog ruba; brzina kretanja luka utječe na učinkovitost zavarivanja i kvalitetu taljenja. Ako parametri nisu pravilno usklađeni, to može rezultirati nedovoljnom dubinom prodiranja, pregorevanjem-, nepotpunim spajanjem ili neravnomjernim formiranjem zavara. Kako bi se osigurala stabilnost parametara i kvalificirana izvedba zavarivanja u-velikoj proizvodnji, mora se provesti probno zavarivanje.
3. Formalno zavarivanje i zaštita od praška
Tijekom formalnog procesa zavarivanja, uređaj za dovod topitelja ravnomjerno raspoređuje prašak na zavareni šav, stvarajući dovoljnu debljinu sloja topitelja. Žica za zavarivanje se neprekidno dovodi, a električni luk stabilno gori ispod sloja topitelja. Električni luk visoke-temperature topi osnovni materijal i žicu za zavarivanje, stvarajući rastaljenu lonac. Istodobno, nakon taljenja fluksa, formira se zaštitni sloj troske, koji izolira zrak i dovršava metalurško pročišćavanje. Kolica za zavarivanje pomiču se naprijed konstantnom brzinom kako bi se postiglo kontinuirano zavarivanje na velikim-udaljenostima. Za spiralno zavarene cijevi i čelične konstrukcije debelih-zida obično se koristi dvostrano zavarivanje pod praškom. Prvo se radi unutarnji zavar, a zatim vanjski zavar kako bi se osiguralo potpuno prodiranje i gusta struktura zavara.
4. Obrada i pregled nakon -zavarivanja
Nakon završetka zavarivanja pričekajte prirodno hlađenje i uklonite površinsku ljusku troske. Površina zavara je glatka i ravna, dobre kvalitete oblikovanja. Za visoko{2}}kvalitetne proizvode kao što su čelični cjevovod i tlačne posude, potrebna su-ne-destruktivna ispitivanja nakon-zavarivanja kao što su ultrazvučno ispitivanje i rendgensko-otkrivanje nedostataka za otkrivanje unutarnjih pukotina, uključaka troske i nepotpunih grešaka u fuziji. U isto vrijeme potrebno je provesti ispitivanja mehaničkih svojstava kao što su ispitivanja rastezanja i ispitivanja udarom kako bi se provjerilo zadovoljavaju li čvrstoća i žilavost zavara industrijske standarde.
Osnovne tehnološke prednosti
U procesu industrijske proizvodnje, zavarivanje pod praškom ima nezamjenjive tehničke prednosti kod zavarivanja debelih ploča i zavarivanja dugih zavarenih šava. Prvo, sustav zaštite od fluksa može potpuno izolirati zrak, što rezultira vrlo niskim sadržajem plina unutar zavarenog šava i gustom unutarnjom strukturom s izvrsnim mehaničkim svojstvima. Drugo, zavarivanje pod praškom može izdržati velike struje i postići veliki unos topline, ima dobru sposobnost prodiranja i posebno je pogodno za zavarivanje debelih ploča koje se ne može dovršiti uobičajenim postupcima zavarivanja. Štoviše, ova automatska metoda zavarivanja ima visoku učinkovitost proizvodnje, stabilan proces zavarivanja, nisku stopu grešaka i vrlo malu ovisnost o ljudskom radu. Četvrto, zagađenje od dima zavarivanja značajno je smanjeno, poboljšavajući -radno okruženje i sigurnost na gradilištu. Peto, zavareni šav je gladak i ujednačen, gotovo bez prskanja, što značajno smanjuje radno opterećenje naknadnog brušenja i fine obrade i poboljšava učinkovitost proizvodnje.
Ograničenja
Iako zavarivanje pod praškom ima značajne prednosti, ono također ima određena tehnička ograničenja. Zbog potrebe za pokrivanjem fluksa tijekom procesa zavarivanja, zavarivanje pod praškom je prikladno samo za ravno zavarivanje i horizontalno zavarivanje i ne može postići zavarivanje u punom-položaju kao što je okomito zavarivanje i zavarivanje iznad glave. Stoga postoje položajna ograničenja. Osim toga, zavarivanje pod praškom nije prikladno za zavarivanje tankih ploča jer je unos topline kod zavarivanja pod praškom prevelik, što može uzrokovati deformaciju ploče ili progorevanje. U isto vrijeme, zbog velike veličine opreme za zavarivanje, nije prikladan za složene i nepravilno oblikovane male radne-komadove, kao ni scenarije mobilne konstrukcije. U stvarnoj proizvodnji mora se provoditi stroga ključna kontrola procesa: strogo kontrolirati temperaturu sušenja fluksa kako bi se spriječile pukotine izazvane vodikom-; točno uskladite struju i napon kako biste izbjegli prodiranje elektrode ili pregrijavanje; osigurati jednoliku pokrivenost fluksa kako bi se spriječio prodor zraka; razumno kontrolirajte brzinu zavarivanja kako biste stabilizirali formiranje zavara.
Glavne industrijske primjene
Elektrolučno zavarivanje naširoko se koristi u područjima proizvodnje teške industrije gdje su potrebni visoki standardi kvalitete i učinkovitosti.
1. U industriji čeličnih cijevi, to je specijalizirani postupak zavarivanja spiralno zavarenih cijevi i zavarenih cijevi s uzdužnim šavovima velikog-promjera, a naširoko se koristi u-naftovodima i plinovodima, gradskim vodoopskrbnim cjevovodima i cjevovodima za vjetroelektrane.
2. U industriji teških čeličnih konstrukcija tehnologija zavarivanja pod praškom koristi se za čelične ploče mostova, građevinske{1}}nosive konstrukcije i proizvodnju lučkih strojeva.
3. U proizvodnji tlačnih posuda i bojlera, ova se tehnologija koristi za zavarivanje cilindra s debelim-stjenkama kako bi se osigurala visoka-tolerancija na tlak i nepropusnost za zrak.
4. U području brodogradnje i brodogradnje, elektrolučno zavarivanje može osigurati strukturnu stabilnost i otpornost na koroziju čeličnih ploča trupa broda i komponenti platforme na moru.
Uz kontinuirani razvoj automatizacije i inteligentne proizvodnje, tehnologija zavarivanja pod praškom postupno se razvija prema inteligentnom podešavanju parametara, robotskom kolaborativnom zavarivanju i učinkovitom zavarivanju, dodatno povećavajući učinkovitost industrijske proizvodnje.
Zavarivanje pod praškom je učinkovit, visoko{0}}kvalitetan i visoko automatiziran proces zavarivanja koji postiže zavarivanje zaštitom topitelja i metalurškim pročišćavanjem. Za razliku od tradicionalnog elektrolučnog zavarivanja s prorezom, zavarivanje pod praškom koristi granulirani prašak za zaštitu, omogućavajući zatvoreno zavarivanje, učinkovito uklanjanje nedostataka poroznosti i pročišćavanje metala zavara, što rezultira boljim mehaničkim svojstvima. Ima značajne prednosti kao što su duboko prodiranje, stabilan proces, estetski izgled zavara i niska stopa grešaka. Osobito je prikladan za debele ploče, dugačke zavare i-industrijsku proizvodnju velikih razmjera.
Iako ima određena ograničenja u položajima zavarivanja i zavarivanju tankih ploča, još uvijek ima dominantan položaj u teškoj industriji, proizvodnji cjevovoda, proizvodnji tlačnih posuda i inženjerstvu čeličnih konstrukcija. U budućnosti, uz stalne inovacije u tehnologiji zavarivanja i sustavima automatske kontrole, zavarivanje pod praškom će postići veću učinkovitost zavarivanja, niže stope grešaka i stabilnije performanse zavarivanja, nastavljajući biti temeljni proces zavarivanja koji podržava izgradnju moderne industrijske infrastrukture.
