skärmad metallbågsvetsutrustning består vanligtvis av en konstant strömsvetsning strömförsörjning och en elektrod, med en elektrodhållare, en jordklämma, och svetskablar (även kända som svetsledningar) som förbinder de två.
strömförsörjningredigera
strömförsörjningen som används i SMAW har konstant strömutgång, vilket säkerställer att strömmen (och därmed värmen) förblir relativt konstant, även om bågavståndet och spänningen ändras. Detta är viktigt eftersom de flesta applikationer av SMAW är manuella, vilket kräver att en operatör håller facklan. Att upprätthålla ett lämpligt stabilt bågavstånd är svårt om en konstant spänningskälla används istället, eftersom det kan orsaka dramatiska värmevariationer och göra svetsningen svårare. Men eftersom strömmen inte upprätthålls helt konstant kan skickliga svetsare som utför komplicerade svetsar variera båglängden för att orsaka mindre fluktuationer i strömmen.
den föredragna polariteten hos SMAW-systemet beror främst på den elektrod som används och de önskade egenskaperna hos svetsen. Likström med en negativt laddad elektrod (DCEN) får värme att byggas upp på elektroden, vilket ökar elektrodens smälthastighet och minskar svetsens djup. Att vända polariteten så att elektroden är positivt laddad (DCEP) och arbetsstycket är negativt laddat ökar svetspenetrationen. Med växelström ändras polariteten över 100 gånger per sekund, vilket skapar en jämn värmefördelning och ger en balans mellan elektrodsmältningshastighet och penetration.typiskt består utrustningen som används för SMAW av en nedtransformator och för likströmsmodeller en likriktare som omvandlar växelström till likström. Eftersom strömmen som normalt levereras till svetsmaskinen är högspännings växelström används svetstransformatorn för att minska spänningen och öka strömmen. Som ett resultat, i stället för 220 V vid 50 A, till exempel, är kraften som levereras av transformatorn cirka 17-45 V vid strömmar upp till 600 A. Ett antal olika typer av transformatorer kan användas för att producera denna effekt, inklusive flera spole-och invertermaskiner, med var och en med en annan metod för att manipulera svetsströmmen. Den multipla spoltypen justerar strömmen genom att antingen variera antalet varv i spolen (i transformatorer av krantyp) eller genom att variera avståndet mellan de primära och sekundära spolarna (i rörlig spole eller rörliga kärntransformatorer). Omformare, som är mindre och därmed mer bärbara, använder elektroniska komponenter för att ändra de aktuella egenskaperna.
Elektriska generatorer och generatorer används ofta som bärbara svetsaggregat, men på grund av lägre effektivitet och större kostnader används de mindre ofta i industrin. Underhåll tenderar också att vara svårare på grund av komplexiteten att använda en förbränningsmotor som kraftkälla. Men i en mening är de enklare: användningen av en separat likriktare är onödig eftersom de kan ge antingen AC eller DC. De motordrivna enheterna är dock mest praktiska i fältarbete där svetsningen ofta måste göras utanför dörrar och på platser där transformatortypsvetsare inte är användbara eftersom det inte finns någon strömkälla tillgänglig att transformeras.
i vissa enheter är generatorn i huvudsak densamma som den som används i bärbara generatorer som används för att leverera nätström, modifierad för att producera en högre ström vid en lägre spänning men fortfarande vid 50 eller 60 Hz nätfrekvens. I enheter av högre kvalitet används en Generator med fler poler och levererar ström med högre frekvens, till exempel 400 Hz. Den mindre tid som högfrekventa vågformen spenderar nära noll gör det mycket lättare att slå och upprätthålla en stabil båge än med de billigare nätfrekvensuppsättningarna eller nätfrekvensdrivna enheterna.
ElectrodeEdit
valet av elektrod för SMAW beror på ett antal faktorer, inklusive svetsmaterialet, svetspositionen och den önskade svetsen egenskaper. Elektroden är belagd i en metallblandning som kallas flux, som avger gaser när den sönderdelas för att förhindra svetskontaminering, introducerar deoxidisatorer för att rena svetsen, orsakar svetsskyddande slagg att bildas, förbättrar bågens stabilitet och ger legeringselement för att förbättra svetskvaliteten. Elektroder kan delas in i tre grupper—de som är utformade för att smälta snabbt kallas ”snabbfyllningselektroder”, de som är utformade för att stelna snabbt kallas ”snabbfrysningselektroder” och mellanliggande elektroder går under namnet ”fyllningsfrysning” eller ”snabbfölj” elektroder. Snabbfyllningselektroder är utformade för att smälta snabbt så att svetshastigheten kan maximeras, medan snabbfrysningselektroder levererar fyllmetall som stelnar snabbt, vilket gör svetsning i olika lägen möjligt genom att förhindra att svetsbassängen skiftar avsevärt innan den stelnar.
sammansättningen av elektrodkärnan är i allmänhet liknande och ibland identisk med basmaterialets. Men även om det finns ett antal möjliga alternativ kan en liten skillnad i legeringskompositionen starkt påverka egenskaperna hos den resulterande svetsen. Detta gäller särskilt legerat stål som HSLA-stål. På samma sätt används elektroder av kompositioner som liknar de hos basmaterialen ofta för svetsning av icke-järnhaltiga material som aluminium och koppar. Ibland är det emellertid önskvärt att använda elektroder med kärnmaterial som skiljer sig avsevärt från basmaterialet. Till exempel används elektroder av rostfritt stål ibland för att svetsa två stycken kolstål och används ofta för att svetsa arbetsstycken av rostfritt stål med arbetsstycken av kolstål.
elektrodbeläggningar kan bestå av ett antal olika föreningar, inklusive rutil, kalciumfluorid, cellulosa och järnpulver. Rutilelektroder, belagda med 25% -45% TiO2, kännetecknas av användarvänlighet och bra utseende av den resulterande svetsen. De skapar emellertid svetsar med högt väteinnehåll, vilket uppmuntrar till sprödhet och sprickbildning. Elektroder som innehåller kalciumfluorid (CaF2), ibland kända som basiska eller lågväteelektroder, är hygroskopiska och måste förvaras under torra förhållanden. De producerar starka svetsar, men med en grov och konvexformad fogyta. Elektroder belagda med cellulosa, speciellt i kombination med rutil, ger djup svetspenetration, men på grund av deras höga fuktinnehåll måste särskilda förfaranden användas för att förhindra överdriven risk för sprickbildning. Slutligen är järnpulver ett vanligt beläggningsadditiv som ökar hastigheten vid vilken elektroden fyller svetsfogen, upp till dubbelt så snabbt.för att identifiera olika elektroder etablerade American Welding Society ett system som tilldelar elektroder med ett fyrsiffrigt eller femsiffrigt nummer. Täckta elektroder av mjukt eller låglegerat stål bär prefixet E, följt av deras antal. De första två eller tre siffrorna i numret anger draghållfastheten hos svetsmetallen, i tusen pund per kvadrattum (ksi). Den näst sista siffran identifierar i allmänhet de svetspositioner som är tillåtna med elektroden, vanligtvis med värdena 1 (normalt snabbfrysningselektroder, vilket innebär all positionssvetsning) och 2 (normalt snabbfyllningselektroder, vilket endast innebär horisontell svetsning). Svetsströmmen och typen av elektrodbeläggning anges med de två sista siffrorna tillsammans. I förekommande fall används ett suffix för att beteckna legeringselementet som bidrar med elektroden.
vanliga elektroder inkluderar e6010, en snabbfryst, allpositionselektrod med en minsta draghållfasthet på 60 ksi (410 MPa) som drivs med DCEP och ger djup svetspenetration med en kraftfull båge som kan brinna genom lätt rost eller oxider på arbetsstycket. E6011 är liknande förutom att dess flödesbeläggning gör att den kan användas med växelström utöver DCEP. E7024 är en snabbfyllningselektrod som främst används för att göra plana eller horisontella filetsvetsar med AC, DCEN eller DCEP. Exempel på fyllningsfrysningselektroder är E6012, E6013 och E7014, som alla ger en kompromiss mellan snabba svetshastigheter och svetsning i alla lägen.
processvariationsedit
även om SMAW nästan uteslutande är en manuell bågsvetsningsprocess finns en anmärkningsvärd processvariation, känd som gravitationssvetsning eller gravitationsbågsvetsning. Den fungerar som en automatiserad version av den traditionella skärmade metallbågsvetsprocessen, som använder en elektrodhållare fäst vid en lutande stång längs svetsens längd. När den väl har startats fortsätter processen tills elektroden spenderas, vilket gör det möjligt för operatören att hantera svetssystem med flera gravitationer. Elektroderna som används (ofta e6027 eller E7024) är belagda kraftigt i flöde och är vanligtvis 71 cm (28 tum) i längd och cirka 6,35 mm (0,25 tum) tjocka. Som i Manuell SMAW används en konstant ström svetsströmförsörjning, med antingen negativ polaritet likström eller växelström. På grund av en ökning av användningen av halvautomatiska svetsprocesser, såsom flusskärnad bågsvetsning, har gravitationssvetsningens Popularitet fallit eftersom dess ekonomiska fördel gentemot sådana metoder ofta är minimal. Andra SMAW-relaterade metoder som används ännu mindre ofta inkluderar smällare svetsning, en automatisk metod för att göra rumpa och filet svetsar, och massiv elektrodsvetsning, en process för svetsning av stora komponenter eller strukturer som kan deponera upp till 27 kg (60 lb) svetsmetall per timme.