Antara proses kimpalan automatik yang paling banyak digunakan dan cekap dalam industri berat moden dan pembuatan paip keluli, satu ialahkimpalan arka terendam(SAW). Sebagai teknologi matang, SAW menampilkan ciri-ciri seperti arka tenggelam, perlindungan fluks, penembusan dalam, kualiti kimpalan yang stabil dan kurang percikan. Tidak seperti kaedah kimpalan MIG dan TIG (arka terbuka), keseluruhan arka dan kolam lebur kimpalan arka terendam sepenuhnya dilindungi dan dilindungi oleh fluks, dengan itu mengasingkan kawasan kimpalan dari udara dan mengelakkan kecacatan pengoksidaan. Sejak pengeluaran perindustrian bermula, kimpalan arka tenggelam telah menjadi proses kimpalan teras untuk paip dikimpal lingkaran,-struktur keluli berdinding tebal, bejana tekanan, pembuatan dandang, pembinaan kapal dan pembuatan peralatan besar. Disebabkan kesesuaiannya untuk kimpalan plat tebal, kapasiti arus yang kuat, dan kemudahan automasi, kimpalan arka tenggelam telah menduduki kedudukan yang tidak boleh diganti dalam pembuatan industri berat.
Definisi Asas dan Prinsip Kerja
Kimpalan arka terendam ialah proses kimpalan arka automatik atau separuh{0}}automatik yang menggunakan wayar pepejal sebagai bahan pengisi danflukssebagai medium pelindung. Ciri utama proses ini ialah semasa proses kimpalan, arka dilindungi oleh lapisan fluks, dan tiada nyalaan terbuka dapat dilihat. Keseluruhan tindak balas metalurgi kimpalan selesai dalam persekitaran perlindungan sanga tertutup.
Prinsip kerjanya boleh dibahagikan kepada empat peringkat: penyalaan arka, lebur haba, tindak balas metalurgi, dan perlindungan pembentukan sanga. Apabila mesin kimpalan bermula, litar pintas antara wayar kimpalan dan bahan kerja menghasilkan arus sementara, dengan itu menyalakan arka. Pada masa yang sama, haba arka-suhu tinggi mencairkan fluks sekeliling, wayar kimpalan dan bahan asas. Fluks cair membentuk lapisan sanga cecair likat dan padat yang boleh menutup sepenuhnya-kolam cair suhu tinggi. Lapisan sanga ini boleh mengasingkan oksigen, nitrogen, dan wap air di udara, menghalang gas berbahaya daripada memasuki jahitan kimpalan. Pada masa yang sama, satu siri tindak balas metalurgi yang kompleks berlaku di antara sanga cair dan keluli cair, seperti penyahoksidaan, penyahsulfuran, dan penyahfosforan, dengan itu membersihkan struktur mikro jahitan kimpalan dan meningkatkan sifat mekanikal sambungan kimpalan. Selepas penyejukan, sanga cecair menjadi pejal menjadi cangkang keras pada permukaan kimpalan, yang mudah dikeluarkan dan membentuk kimpalan yang licin dan seragam.
Peralatan dan bahan utama sistem SAW
Sistem kimpalan arka tenggelam yang lengkap terdiri daripada peralatan kimpalan profesional, dawai kimpalan dan fluks khas.
1. Peralatan kimpalan
Peralatan teras terutamanya terdiri daripada bekalan kuasa kimpalan automatik, penyuap wayar, troli kimpalan atau sistem gantri mudah alih, bekalan fluks dan peranti pemulihan. Bekalan kuasa kimpalan menyediakan arus dan voltan yang stabil untuk memastikan pembakaran arka yang berterusan dan stabil. Penyumpan wayar automatik boleh mengawal kelajuan suapan wayar dengan tepat dan memadankannya dengan kelajuan pergerakan kimpalan untuk mengelakkan gangguan arka dan kolam lebur yang tidak stabil. Troli berjalan memacu pistol kimpalan untuk bergerak pada kelajuan seragam, memastikan konsistensi lebar kimpalan dan kedalaman penembusan. Di samping itu, sistem peredaran fluks automatik boleh mencapai penyebaran dan pemulihan fluks automatik, bukan sahaja memastikan perlindungan berterusan semasa proses kimpalan, tetapi juga meningkatkan penggunaan bahan dan dengan itu mengurangkan kos pengeluaran.
2. Dawai kimpalan dan fluks
Kimpalan arka terendam bergantung pada kesan gabungan wayar kimpalan dan fluks untuk mencapai pengoptimuman metalurgi. Kawat kimpalan menyediakan unsur logam pengisi dan aloi, manakala fluks berfungsi sebagai agen pelindung, penyahoksidaan dan penyingkiran kekotoran. Jenis keluli yang berbeza, seperti keluli karbon, keluli -aloi tinggi{3}}rendah dan keluli saluran paip, memerlukan fluks neutral, berasid atau beralkali yang sepadan. Antaranya, fluks beralkali mempunyai keupayaan penyingkiran kekotoran yang agak kuat, yang boleh meningkatkan-keliatan suhu rendah dan rintangan retak kimpalan dengan ketara, dan sesuai untuk-piawaian paip dan kimpalan vesel bertekanan tinggi; fluks berasid mempunyai prestasi proses yang baik, arka yang stabil, dan pembentukan kimpalan yang indah, dan digunakan terutamanya untuk kimpalan keluli struktur biasa.
Proses Teknologi Lengkap Kimpalan Arka Terendam
1. Pra{1}}Penyediaan kimpalan
Pra-rawatan kimpalan ialah langkah penting dalam memastikan kualiti kimpalan. Pertama, permukaan produk dan kawasan kimpalan mesti dibersihkan dengan teliti, menghilangkan karat, sisik oksida, kesan minyak, lembapan, dan kekotoran lain untuk mengelakkan kecacatan seperti liang, kemasukan sanga, dan retak yang disebabkan oleh kekotoran. Kedua, fluks mesti dikeringkan pada suhu tinggi tertentu untuk mengeluarkan wap air dalaman, dengan itu mengurangkan kandungan hidrogen dalam jahitan kimpalan dan mengelakkan keretakan sejuk akibat hidrogen-. Di samping itu, pengendali perlu melaraskan jurang pemasangan kimpalan dan sudut kimpalan mengikut ketebalan kepingan dan piawaian kimpalan untuk memastikan lapisan penembusan seragam dan gabungan yang baik.
2. Tetapan Parameter dan Kimpalan Percubaan
Sebelum proses kimpalan rasmi, kakitangan perlu menetapkan parameter proses teras, termasuk arus kimpalan, voltan, kelajuan pergerakan arka, dan panjang wayar, dan lain-lain. Arus menentukan input haba dan kedalaman penembusan kimpalan; voltan mengawal lebar jahitan kimpalan dan rupa manik kimpalan; kelajuan pergerakan arka menjejaskan kecekapan kimpalan dan kualiti gabungan. Jika parameter tidak dipadankan dengan betul, ia mungkin mengakibatkan kedalaman penembusan yang tidak mencukupi, -bakaran, gabungan tidak lengkap atau pembentukan kimpalan tidak sekata. Untuk memastikan kestabilan parameter dan prestasi kimpalan yang layak dalam pengeluaran-skala besar, kimpalan percubaan mesti dijalankan.
3. Kimpalan formal dan perlindungan fluks
Semasa proses kimpalan rasmi, peranti bekalan fluks meratakan fluks pada jahitan kimpalan, membentuk ketebalan lapisan fluks yang mencukupi. Kawat kimpalan dimasukkan secara berterusan, dan arka elektrik terbakar secara stabil di bawah lapisan fluks. Arka elektrik-suhu tinggi mencairkan bahan asas dan wayar kimpalan, membentuk kolam lebur. Pada masa yang sama, selepas fluks cair, lapisan sanga pelindung terbentuk, mengasingkan udara dan melengkapkan penulenan metalurgi. Troli kimpalan bergerak ke hadapan pada kelajuan tetap untuk mencapai kimpalan-jarak berterusan dan jauh. Untuk paip dikimpal lingkaran dan struktur keluli berdinding-tebal,-kimpalan arka tenggelam dua sisi biasanya digunakan. Kimpalan dalam dilakukan terlebih dahulu, diikuti dengan kimpalan luar, untuk memastikan penembusan lengkap dan struktur kimpalan yang padat.
4. Pasca-rawatan dan pemeriksaan kimpalan
Selepas kimpalan selesai, tunggu penyejukan semula jadi dan keluarkan kulit sanga permukaan. Permukaan kimpalan licin dan rata, dengan kualiti pembentukan yang baik. Untuk produk-berkualiti tinggi seperti keluli saluran paip dan bejana tekanan, ujian-kimpalan tanpa-yang merosakkan seperti ujian ultrasonik dan-pengesan kecacatan sinar-X diperlukan untuk mengesan keretakan dalaman, kemasukan sanga dan kecacatan gabungan yang tidak lengkap. Pada masa yang sama, ujian sifat mekanikal seperti ujian tegangan dan ujian hentaman perlu dijalankan untuk mengesahkan sama ada kekuatan dan keliatan kimpalan memenuhi piawaian industri.
Kelebihan teknologi teras
Dalam proses pengeluaran perindustrian, kimpalan arka terendam mempunyai kelebihan teknikal yang tidak boleh ditukar ganti dalam kimpalan plat tebal dan kimpalan jahitan kimpalan panjang. Pertama, sistem perlindungan fluks boleh mengasingkan udara sepenuhnya, menghasilkan kandungan gas yang sangat rendah di dalam jahitan kimpalan dan struktur dalaman yang padat dengan sifat mekanikal yang sangat baik. Kedua, kimpalan arka terendam boleh menahan arus tinggi dan mencapai input haba yang besar, mempunyai keupayaan penembusan yang baik, dan amat sesuai untuk kimpalan plat tebal yang tidak dapat diselesaikan dengan proses kimpalan biasa. Selain itu, kaedah kimpalan automatik ini mempunyai kecekapan pengeluaran yang tinggi, proses kimpalan yang stabil, kadar kecacatan yang rendah, dan pergantungan yang sangat sedikit kepada tenaga manusia. Keempat, pencemaran daripada asap kimpalan dikurangkan dengan ketara, meningkatkan-persekitaran kerja dan keselamatan di tapak. Kelima, jahitan kimpalan licin dan seragam, dengan hampir tiada percikan, dengan ketara mengurangkan beban kerja pengisaran dan pemprosesan halus seterusnya, dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.
Had
Walaupun kimpalan arka terendam mempunyai kelebihan yang ketara, ia juga mempunyai batasan teknikal tertentu. Disebabkan keperluan untuk liputan fluks semasa proses kimpalan, kimpalan arka tenggelam hanya sesuai untuk kimpalan rata dan kimpalan mendatar, dan tidak boleh mencapai-kimpalan kedudukan penuh seperti kimpalan menegak dan kimpalan atas. Oleh itu, terdapat batasan kedudukan. Selain itu, kimpalan arka terendam tidak sesuai untuk kimpalan plat nipis kerana input haba kimpalan arka terendam adalah terlalu besar, yang cenderung menyebabkan ubah bentuk atau terbakar-plat. Pada masa yang sama, disebabkan saiz peralatan kimpalan yang besar, ia tidak sesuai untuk bahagian kerja kecil-yang kompleks dan berbentuk tidak teratur serta senario pembinaan mudah alih. Dalam pengeluaran sebenar, kawalan proses utama yang ketat mesti dijalankan: kawal ketat suhu pengeringan fluks untuk mengelakkan retakan akibat hidrogen-; padan dengan tepat arus dan voltan untuk mengelakkan elektrod tidak menembusi atau terlalu panas; memastikan liputan seragam fluks untuk mengelakkan pencerobohan udara; mengawal kelajuan kimpalan secara munasabah untuk menstabilkan pembentukan kimpalan.
Aplikasi industri utama
Kimpalan arka digunakan secara meluas dalam bidang pembuatan industri berat di mana standard kualiti dan kecekapan yang tinggi diperlukan.
1. Dalam industri paip keluli, ia merupakan proses kimpalan khusus untuk paip dikimpal lingkaran dan paip dikimpal jahitan membujur berdiameter besar,-digunakan secara meluas dalam-saluran paip minyak dan gas jarak jauh, saluran paip bekalan air perbandaran dan saluran paip kejuruteraan kuasa angin.
2. Dalam industri struktur keluli berat, teknologi kimpalan arka tenggelam digunakan untuk plat keluli jambatan, struktur galas beban-bangunan dan pembuatan jentera pelabuhan.
3. Dalam pembuatan vesel tekanan dan dandang, teknologi ini digunakan untuk-kimpalan silinder berdinding tebal untuk memastikan-toleransi tekanan tinggi dan sesak udara.
4. Dalam bidang pembinaan kapal dan kejuruteraan marin, kimpalan arka tenggelam dapat memastikan kestabilan struktur dan rintangan kakisan plat keluli badan kapal dan komponen platform luar pesisir.
Dengan pembangunan berterusan automasi dan pembuatan pintar, teknologi kimpalan arka tenggelam secara beransur-ansur berkembang ke arah pelarasan parameter pintar, kimpalan kolaboratif robot, dan kimpalan yang cekap, meningkatkan lagi kecekapan pengeluaran perindustrian.
Kimpalan arka tenggelam ialah proses kimpalan yang cekap,{0}}berkualiti tinggi dan sangat automatik yang mencapai kimpalan melalui perlindungan penulenan fluks dan metalurgi. Tidak seperti kimpalan arka slot tradisional, kimpalan arka terendam menggunakan fluks berbutir untuk perlindungan, membolehkan kimpalan tertutup, menghapuskan kecacatan keliangan dengan berkesan dan membersihkan logam kimpalan, menghasilkan sifat mekanikal yang lebih baik. Ia mempunyai kelebihan ketara seperti penembusan dalam, proses yang stabil, penampilan kimpalan estetik, dan kadar kecacatan yang rendah. Ia amat sesuai untuk plat tebal, kimpalan panjang dan-pengeluaran industri berskala besar.
Walaupun ia mempunyai batasan tertentu dalam kedudukan kimpalan dan kimpalan plat nipis, ia masih memegang kedudukan dominan dalam industri berat, pembuatan saluran paip, pengeluaran kapal tekanan, dan kejuruteraan struktur keluli. Pada masa hadapan, dengan inovasi berterusan dalam teknologi kimpalan dan sistem kawalan automatik, kimpalan arka tenggelam akan mencapai kecekapan kimpalan yang lebih tinggi, kadar kecacatan yang lebih rendah, dan prestasi kimpalan yang lebih stabil, terus menjadi proses kimpalan teras yang menyokong pembinaan infrastruktur perindustrian moden.
