La saldatura ad arco con elettrodo è il metodo di saldatura più utilizzato nella produzione industriale.Il metallo da saldare è un polo e l'elettrodo è l'altro polo.Quando i due poli sono vicini tra loro si genera un arco.Il calore generato dalla scarica dell'arco (comunemente noto come combustione dell'arco) viene utilizzato per collegare l'elettrodo con i pezzi che si fondono tra loro e formano una saldatura dopo la condensazione, in modo da ottenere un processo di saldatura con una giunzione resistente.
Figura 1. Storia della saldatura
Breve storia
Dopo molti esperimenti di saldatura già nel 19° secolo, un inglese di nome Willard ottenne per la prima volta un brevetto per la saldatura ad arco nel 1865. Usò la corrente elettrica per passare attraverso due piccoli pezzi di ferro per fonderli con successo, e circa vent'anni dopo, un russo di nome Bernard ottenne un brevetto per un processo di saldatura ad arco.Ha mantenuto un arco tra il palo di carbonio e i pezzi.Quando l'arco veniva azionato manualmente attraverso la giunzione dei pezzi, i pezzi da saldare venivano fusi insieme.Nel 1890, fu sviluppato il metallo solido come elettrodo, che si consumava nel bagno fuso e diventava parte del metallo di saldatura.Tuttavia, l'ossigeno e l'azoto presenti nell'aria formavano ossidi e nitruri dannosi nel metallo saldato., Portando così a una scarsa qualità della saldatura.
All'inizio del XX secolo si capì l'importanza di proteggere l'arco per evitare infiltrazioni d'aria e l'uso del calore dell'arco per decomporre il rivestimento nell'elettrodo della protezione antigas protettiva divenne il metodo migliore.A metà degli anni '20 fu sviluppato l'elettrodo rivestito, che migliorò notevolmente la qualità del metallo saldato.Allo stesso tempo, potrebbe anche essere la trasformazione più importante della saldatura ad arco.L'attrezzatura principale nel processo di saldatura comprende saldatrice elettrica, pinze per saldatura e maschera facciale.
Figura 2. Principio della saldatura
Principio
L'arco di saldatura è alimentato dal generatore di saldatura.Sotto l'azione di una certa tensione, si verifica un fenomeno di scarica forte e duraturo tra l'elettrodo (e l'estremità del filo di saldatura o della bacchetta di saldatura) e il pezzo da saldare.L'essenza dell'arco di saldatura è la conduzione del gas, cioè il gas neutro nello spazio in cui si trova l'arco viene scomposto in ioni positivi caricati positivamente ed elettroni caricati negativamente sotto l'azione di una certa tensione, chiamata ionizzazione.Queste due particelle cariche sono dirette ai due poli.Il movimento direzionale fa sì che il gas locale conduca l'elettricità per formare un arco.L'arco elettrico converte l'energia elettrica in calore, che riscalda e fonde il metallo per formare un giunto saldato.
Dopo che l’arco è stato indotto ad “accendersi”, il processo di scarica stesso può produrre le particelle cariche necessarie per sostenere la scarica, che è un fenomeno di scarica autosostenuta.E il processo di scarica dell'arco ha bassa tensione, alta corrente, alta temperatura e forte luminescenza.Con questo processo l’energia elettrica viene convertita in energia termica, meccanica e luminosa.La saldatura utilizza principalmente la sua energia termica e meccanica per raggiungere lo scopo di collegare i metalli.
Durante la saldatura, l'arco brucia tra la bacchetta di saldatura e i pezzi da saldare, fondendo i pezzi e il nucleo dell'elettrodo per formare un bagno di fusione.Allo stesso tempo, anche il rivestimento dell'elettrodo viene fuso e si verifica una reazione chimica per formare scorie e gas, che proteggono l'estremità dell'elettrodo, le goccioline, il bagno di fusione e il metallo di saldatura ad alta temperatura.
Classificazione principale
I metodi comuni di saldatura ad arco includono principalmente la saldatura ad arco di metallo schermato (SMAW), la saldatura ad arco sommerso (SAW), la saldatura ad arco di tungsteno a gas (saldatura GTAW o TIG), la saldatura ad arco al plasma (PAW) e la saldatura ad arco di metallo a gas (saldatura GMAW, MIG o MAG). ) eccetera.
Figura 3. Elettrodo per saldatura E7018
Saldatura ad arco di metallo schermato (SMAW)
La saldatura ad arco di metallo schermato utilizza l'elettrodo e il pezzo in lavorazione come due elettrodi e il calore e la forza di soffiaggio dell'arco vengono utilizzati per fondere localmente il pezzo in lavorazione durante la saldatura.Allo stesso tempo, sotto l'azione del calore dell'arco, l'estremità dell'elettrodo viene fusa per formare una goccia e il pezzo viene parzialmente fuso per formare una cavità ovale riempita di metallo liquido.Il metallo liquido fuso e la gocciolina del pezzo formano una pozza fusa.Durante il processo di saldatura, il rivestimento e le inclusioni non metalliche si dissolvono a vicenda e formano una sostanza non metallica che ricopre la superficie della saldatura attraverso cambiamenti chimici chiamati scorie.Mentre l'arco si muove, il bagno di fusione si raffredda e si solidifica per formare una saldatura.Disponiamo di vari elettrodi per saldatura per SMAW, i modelli più popolari sonoE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, e peracciaio inossidabile, ghisa, superficie duraeccetera.
Figura 4. Saldatura ad arco sommerso
Saldatura ad arco sommerso (SAW)
La saldatura ad arco sommerso è un metodo in cui l'arco brucia sotto lo strato di flusso per la saldatura.L'elettrodo metallico utilizzato nella saldatura ad arco sommerso è un filo nudo che viene alimentato automaticamente senza interruzioni.Generalmente si utilizza un carrello di saldatura o altri dispositivi meccanici ed elettrici per realizzare il movimento automatico dell'arco durante il processo di saldatura.L'arco della saldatura ad arco sommerso brucia sotto il flusso granulare.Il calore dell'arco fonde ed evapora le parti su cui agisce direttamente l'arco del pezzo in lavorazione, l'estremità del filo di saldatura e il flusso, e il vapore del metallo e del flusso evapora per formare una cavità chiusa attorno all'arco.Brucia in questa cavità.La cavità è circondata da un film di scorie composto da scorie prodotte dalla fusione del flusso.Questo film di scorie non solo isola bene l'aria dal contatto con l'arco e il bagno di fusione, ma impedisce anche l'irradiazione dell'arco.Il filo di saldatura riscaldato e fuso dall'arco cade sotto forma di goccioline e si mescola con il metallo fuso del pezzo per formare una pozza fusa.Le scorie meno dense galleggiano sulla pozza fusa.Oltre all'isolamento meccanico e alla protezione del metallo del bagno fuso, la scoria fusa subisce anche una reazione metallurgica con il metallo del bagno fuso durante il processo di saldatura, influenzando così la composizione chimica del metallo di saldatura.L'arco si muove in avanti e il metallo fuso si raffredda gradualmente e si cristallizza per formare una saldatura.Dopo che la scoria fusa che galleggia sulla parte superiore del bagno di fusione si raffredda, si forma una crosta di scoria che continua a proteggere la saldatura ad alta temperatura e previene l'ossidazione.Forniamo il flusso per SAW,SJ101,SJ301,SJ302
Figura 5. Saldatura ad arco di tungsteno a gas-TIG
Gas Tungstit Saldatura ad arco/saldatura a gas inerte di tungsteno (GTAW o TIG)
La saldatura TIG si riferisce a un metodo di saldatura ad arco che utilizza tungsteno o lega di tungsteno (torio-tungsteno, cerio-tungsteno, ecc.) come elettrodo e argon come gas di protezione, denominato saldatura TIG o saldatura GTAW.Durante la saldatura, il metallo d'apporto può essere aggiunto o meno a seconda della forma della scanalatura della saldatura e delle prestazioni del metallo saldato.Il metallo d'apporto viene solitamente aggiunto dalla parte anteriore dell'arco.A causa della particolarità dell'alluminio-magnesio e dei suoi materiali in lega, per la saldatura è necessaria la saldatura ad arco di tungsteno CA, mentre per altri materiali metallici viene utilizzata la saldatura ad arco di tungsteno CC.Per controllare l'apporto di calore, la saldatura ad arco di tungsteno e argon pulsato è sempre più utilizzata.I fili per saldatura TIG maggiormente utilizzati sonoAWS ER70S-6, ER80S-G,ER4043,ER5356,HS221e così via.
Figura 5. Saldatura ad arco plasma
Saldatura ad arco plasma (PAW)
L'arco al plasma è una forma speciale di arco.L'arco è anche tungsteno o lega di tungsteno (tungsteno di torio, tungsteno di cerio, ecc.) come elettrodo dell'arco, utilizzando argon come gas protettivo, ma l'elettrodo di tungsteno non si estende dall'ugello, ma si ritrae All'interno dell'ugello, l'ugello è raffreddato ad acqua, noto anche come ugello raffreddato ad acqua.Il gas inerte è diviso in due parti, una parte è il gas espulso tra l'elettrodo di tungsteno e l'ugello raffreddato ad acqua, chiamato gas ionico;l'altra parte è il gas espulso tra l'ugello raffreddato ad acqua e la cappa del gas protettivo, chiamato gas di protezione, che utilizza l'arco plasma come fonte di calore per saldare, tagliare, spruzzare, rivestire, ecc.
Figura 5 Saldatura metallo-gas inerte
Saldatura dei metalli a gas inerte (MIG)
La saldatura MIG significa che il filo di saldatura sostituisce l'elettrodo di tungsteno.Il filo di saldatura stesso è uno dei poli dell'arco, svolge il ruolo di conduzione elettrica e arco, e allo stesso tempo come materiale di riempimento, che viene continuamente fuso e riempito nella saldatura sotto l'azione dell'arco.Il gas protettivo comunemente utilizzato attorno all’arco può essere il gas inerte Ar, il gas attivo CO2, oppure l'Ar+CO2gas misto.La saldatura MIG che utilizza Ar come gas di protezione è chiamata saldatura MIG;Saldatura MIG che utilizza CO2poiché il gas di protezione si chiama CO2saldatura.I MIG più popolari sonoAWS ER70S-6, ER80S-G.
Orario di pubblicazione: 17 agosto 2021