ekranowany sprzęt do spawania łukiem metalowym zazwyczaj składa się ze stałego prądu spawania i elektrody, z uchwytem elektrody, uchwytem do zacisk uziemiający i kable spawalnicze (znane również jako przewody spawalnicze) łączące te dwa.
Zasilacz używany w SMAW ma stały prąd wyjściowy, zapewniając, że prąd (a tym samym ciepło) pozostaje względnie stały, nawet przy zmianie odległości łuku i napięcia. Jest to ważne, ponieważ większość zastosowań SMAW odbywa się ręcznie, co wymaga od operatora trzymania palnika. Utrzymanie odpowiedniej stałej odległości łuku jest trudne, jeśli zamiast tego stosuje się źródło zasilania o stałym napięciu, ponieważ może to powodować dramatyczne wahania ciepła i utrudniać spawanie. Ponieważ jednak prąd nie jest utrzymywany na stałym poziomie, wykwalifikowani spawacze wykonujący skomplikowane spoiny mogą zmieniać długość łuku, powodując niewielkie wahania prądu.
wysokowydajny zasilacz spawalniczy do SMAW, GTAW, MIG, flux-Cored,& Żłobienie
preferowana polaryzacja układu SMAW zależy przede wszystkim od użytej elektrody i pożądanych właściwości spoiny. Prąd stały z ujemnie naładowaną elektrodą (dcen) powoduje gromadzenie się ciepła na elektrodzie, zwiększając szybkość topnienia elektrody i zmniejszając głębokość spoiny. Odwrócenie polaryzacji w taki sposób, że elektroda jest naładowana dodatnio (dcep), a przedmiot obrabiany jest naładowany ujemnie, zwiększa penetrację spoiny. W przypadku prądu zmiennego polaryzacja zmienia się ponad 100 razy na sekundę, tworząc równomierny rozkład ciepła i zapewniając równowagę między szybkością topnienia elektrody a penetracją.
zazwyczaj sprzęt używany do SMAW składa się z transformatora schodowego, a w modelach prądu stałego prostownika, który przekształca prąd zmienny w prąd stały. Ponieważ moc normalnie dostarczana do Spawarki jest prądem przemiennym wysokiego napięcia, transformator spawalniczy służy do zmniejszenia napięcia i zwiększenia prądu. W rezultacie, zamiast na przykład 220 V przy 50 A, moc dostarczana przez transformator wynosi około 17-45 V przy prądach do 600 A. do wytworzenia tego efektu można użyć wielu różnych typów transformatorów, w tym wielu cewek i falowników, z których każda wykorzystuje inną metodę manipulowania prądem spawania. Typ wielu cewek reguluje prąd poprzez zmianę liczby zwojów w cewce (w transformatorach typu tap) lub poprzez zmianę odległości między cewkami pierwotnymi i wtórnymi (w transformatorach z ruchomą cewką lub ruchomym rdzeniem). Falowniki, które są mniejsze, a tym samym bardziej przenośne, wykorzystują komponenty elektroniczne do zmiany charakterystyki prądowej.
generatory elektryczne i alternatory są często używane jako przenośne zasilacze spawalnicze, ale ze względu na niższą wydajność i większe koszty są rzadziej stosowane w przemyśle. Konserwacja jest również trudniejsza ze względu na złożoność stosowania silnika spalinowego jako źródła zasilania. Jednak w pewnym sensie są one prostsze: zastosowanie oddzielnego prostownika jest niepotrzebne, ponieważ mogą dostarczać zarówno AC, jak i DC. Jednak jednostki napędzane silnikiem są najbardziej praktyczne w pracach polowych, w których spawanie często musi być wykonywane poza drzwiami i w miejscach, w których spawarki transformatorowe nie są użyteczne, ponieważ nie ma źródła zasilania, które można przekształcić.
w niektórych jednostkach alternator jest zasadniczo taki sam jak w przenośnych zespołach prądotwórczych używanych do zasilania sieciowego, zmodyfikowanych w celu wytworzenia wyższego prądu przy niższym napięciu, ale nadal przy częstotliwości sieci 50 lub 60 Hz. W jednostkach wyższej jakości stosuje się alternator o większej liczbie biegunów i dostarcza prąd o wyższej częstotliwości, np. 400 Hz. Mniejsza ilość czasu, jaki kształt fali o wysokiej częstotliwości spędza blisko zera, znacznie ułatwia uderzanie i utrzymywanie stabilnego łuku niż w przypadku tańszych zestawów częstotliwości sieciowych lub jednostek zasilanych sieciowo.
Elektrodaedit
wybór elektrody do SMAW zależy od wielu czynników, w tym materiału spoiny, pozycji spawania i stopnia spawania.pożądane właściwości spoiny. Elektroda jest pokryta mieszaniną metalu o nazwie topnik, który wydziela Gazy, gdy rozkłada się, aby zapobiec zanieczyszczeniu spoiny, wprowadza odtleniacze do oczyszczania spoiny, powoduje powstawanie żużla zabezpieczającego spoinę, poprawia stabilność łuku i zapewnia elementy stopowe w celu poprawy jakości spoiny. Elektrody można podzielić na trzy grupy—te zaprojektowane do szybkiego topienia nazywane są elektrodami „szybko-wypełniającymi”, te zaprojektowane do szybkiego krzepnięcia nazywane są elektrodami „szybko-zamrażającymi”, a elektrody pośrednie noszą nazwę „wypełnij-zamrażaj” lub „szybko-podążaj”. Elektrody do szybkiego napełniania są zaprojektowane tak, aby szybko topić się, dzięki czemu można zmaksymalizować prędkość spawania, podczas gdy elektrody do szybkiego zamrażania dostarczają Metal wypełniający, który szybko się zestala, dzięki czemu spawanie w różnych pozycjach jest możliwe, zapobiegając znaczącemu przesuwaniu się basenu spawalniczego przed zestaleniem.
skład rdzenia elektrody jest na ogół podobny, a czasami identyczny z materiałem bazowym. Ale nawet jeśli istnieje wiele możliwych opcji, niewielka różnica w składzie stopu może silnie wpłynąć na właściwości powstałej spoiny. Dotyczy to zwłaszcza stali stopowych, takich jak stale HSLA. Podobnie elektrody o kompozycjach podobnych do tych z materiałów podstawowych są często używane do spawania materiałów nieżelaznych, takich jak aluminium i miedź. Czasami jednak pożądane jest stosowanie elektrod z materiałami rdzeniowymi znacznie różniącymi się od materiału podstawowego. Na przykład elektrody ze stali nierdzewnej są czasami używane do spawania dwóch kawałków stali węglowej i często są wykorzystywane do spawania przedmiotów ze stali nierdzewnej za pomocą przedmiotów ze stali węglowej.
powłoki elektrodowe mogą składać się z wielu różnych związków, w tym rutylu, fluorku wapnia, celulozy i proszku żelaza. Elektrody rutylowe, pokryte 25% -45% TiO2, charakteryzują się łatwością użytkowania i dobrym wyglądem powstałej spoiny. Jednak tworzą spoiny o wysokiej zawartości wodoru, zachęcając do kruchości i pękania. Elektrody zawierające fluorek wapnia (CaF2), czasami nazywane elektrodami zasadowymi lub niskowodorowymi, są higroskopijne i muszą być przechowywane w suchych warunkach. Wytwarzają silne spoiny, ale z grubą i wypukłą powierzchnią złącza. Elektrody pokryte celulozą, zwłaszcza w połączeniu z rutylem, zapewniają głęboką penetrację spoiny, ale ze względu na wysoką zawartość wilgoci należy stosować specjalne procedury, aby zapobiec nadmiernemu ryzyku pękania. Wreszcie, proszek żelaza jest powszechnym dodatkiem do powlekania, który zwiększa szybkość, z jaką elektroda wypełnia spoinę, nawet dwa razy szybciej.
aby zidentyfikować różne elektrody, Amerykańskie Towarzystwo spawalnicze ustanowiło system, który przypisuje elektrodom cztero – lub pięciocyfrowy numer. Elektrody pokryte ze stali miękkiej lub niskostopowej noszą prefiks E, a następnie ich liczbę. Pierwsze dwie lub trzy cyfry liczby określają wytrzymałość na rozciąganie metalu spoiny, w tysiącach funtów na cal kwadratowy (ksi). Przedostatnia cyfra na ogół identyfikuje dopuszczalne pozycje spawania z elektrodą, zwykle przy użyciu wartości 1 (Zwykle elektrody szybko zamarzające, oznaczające wszystkie spawanie pozycyjne) i 2 (Zwykle elektrody szybko napełniające, oznaczające tylko spawanie poziome). Prąd spawania i rodzaj pokrycia elektrody są określone przez ostatnie dwie cyfry razem. W stosownych przypadkach, przyrostek jest używany do oznaczenia pierwiastka stopowego wnoszonego przez elektrodę.
typowe elektrody obejmują e6010, szybko zamarzającą elektrodę we wszystkich pozycjach o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 60 ksi (410 MPa), która jest obsługiwana przy użyciu DCEP i zapewnia głęboką penetrację spoiny z silnym łukiem zdolnym do przepalenia przez lekką rdzę lub tlenki na obrabianym przedmiocie. E6011 jest podobny z tym, że jego powłoka topnikowa pozwala na stosowanie go z prądem zmiennym oprócz DCEP. E7024 jest elektrodą szybkiego napełniania, używaną głównie do wykonywania płaskich lub poziomych spoin pachwinowych za pomocą AC, DCEN lub DCEP. Przykładami elektrod do napełniania i zamrażania są elektrody E6012, E6013 i e7014, które zapewniają kompromis między szybkimi prędkościami spawania a spawaniem we wszystkich pozycjach.
wariacjeedit
chociaż SMAW jest prawie wyłącznie ręcznym procesem spawania łukowego, istnieje jedna zauważalna odmiana procesu, znana jako spawanie grawitacyjne lub spawanie łukowe grawitacyjne. Służy jako zautomatyzowana wersja tradycyjnego procesu spawania łukowego w osłonie metalu, wykorzystująca Uchwyt elektrody przymocowany do pochylonego pręta wzdłuż długości spoiny. Po uruchomieniu proces trwa do wyczerpania elektrody, co pozwala operatorowi zarządzać wieloma systemami spawania grawitacyjnego. Stosowane elektrody (często E6027 lub E7024) są silnie pokryte strumieniem i mają zazwyczaj 71 cm (28 cali) długości i około 6,35 mm (0,25 cala) grubości. Podobnie jak w ręcznym SMAW, stosuje się stały prąd spawania, z ujemną polaryzacją prądu stałego lub prądu zmiennego. Ze względu na wzrost stosowania półautomatycznych procesów spawania, takich jak spawanie łukowe z rdzeniem topnikowym, popularność spawania grawitacyjnego spadła, ponieważ jego przewaga ekonomiczna nad takimi metodami jest często minimalna. Inne metody związane z SMAW, które są jeszcze rzadziej stosowane, obejmują spawanie petardowe, automatyczną metodę wytwarzania spoin doczołowych i pachwinowych oraz masywne spawanie elektrodowe, proces spawania dużych elementów lub konstrukcji, które mogą odkładać do 27 kg (60 funtów) metalu spawanego na godzinę.