Kimpalan arka ialah teknologi kimpalan -kategori luas yang menggunakan arka elektrik sebagai sumber haba untuk mencairkan bahan asas logam dan bahan habis kimpalan untuk sambungan sambungan.Kimpalan arka terendam (SAW)merupakan satu cabang penting di bawah sistem kimpalan arka. Ramai orang mengelirukan kedua-dua konsep ini kerana kimpalan arka terendam tergolong dalam kimpalan arka, namun ia menunjukkan jurang yang besar dalam prinsip kerja, mod operasi, kecekapan pengeluaran, kualiti kimpalan, senario yang berkenaan, kos dan keperluan teknikal. Memahami perbezaan mereka membantu perusahaan pembuatan memilih proses kimpalan yang betul untuk paip keluli, bejana tekanan, keluli struktur, jentera berat dan bahan kerja lain.
Konsep Asas dan Prinsip Kerja
Kimpalan arka merujuk kepada semua kaedah kimpalan yang bergantung pada-tenaga haba arka elektrik. Apabila arus elektrik melalui celah antara elektrod dan bahan kerja, arka elektrik suhu tinggi berterusan-dijana. Suhu arka boleh mencapai 6000 darjah -8000 darjah, mencairkan kedua-dua logam asas dan elektrod bahan kerja. Selepas logam cair menyejuk dan mengeras, sambungan kimpalan yang kukuh terbentuk. Kimpalan arka konvensional yang biasa termasuk kimpalan arka logam manual (SMAW), kimpalan arka logam gas (GMAW), kimpalan arka tungsten gas (GTAW), dan kimpalan arka tenggelam. Dalam perbualan umum, apabila orang menyebut "kimpalan arka", mereka kebanyakannya merujuk kepada proses kimpalan arka terbuka seperti kimpalan arka manual, di mana arka kimpalan terdedah secara langsung di udara.
Kimpalan arka terendam ialah proses kimpalan arka automatik atau separuh{0}}automatik. Ciri terasnya ialah seluruh zon pembakaran arka-elektrik tertimbus di bawah lapisan tebal fluks berbutir. Sebelum mengimpal, fluks berbutir kering tersebar sama rata di atas kedudukan jahitan kimpalan. Semasa operasi, wayar kimpalan pepejal yang disuap secara berterusan menembusi lapisan fluks. Arka elektrik menyala di bawah penutup fluks. Haba arka mencairkan sebahagian daripada fluks untuk membentuk sanga cecair. Sanga menutup sepenuhnya kolam kimpalan cair, mengasingkan udara (oksigen, nitrogen dan hidrogen) daripada kawasan kimpalan. Sebahagian daripada fluks cair dan mengambil bahagian dalam tindak balas metalurgi dengan logam cair, melaraskan komposisi kimia kimpalan. Selepas penyejukan, cangkerang sanga pepejal terbentuk pada permukaan kimpalan dan boleh dikupas dengan mudah. Lampu arka, percikan dan asap dimeterai di bawah fluks, jadi pengendali tidak dapat melihat arka terbakar secara langsung.
Perbezaan prinsip teras: kimpalan arka-terbuka biasa menjadikan arka terdedah kepada atmosfera, bergantung pada pelindung gas atau salutan elektrod untuk perlindungan anti-pengoksidaan. Kimpalan arka terendam menyembunyikan arka sepenuhnya di dalam fluks, menggunakan mod pelindung-sanga untuk melindungi kolam kimpalan.
Peralatan Kimpalan dan Bahan Habis
Kimpalan arka terbuka am (ambil kimpalan arka logam manual sebagai contoh biasa) menggunakan peralatan struktur-yang mudah. Peranti utama ialah sumber kuasa kimpalan. Operator memegang pemegang elektrod kimpalan. Elektrod kimpalan bersalut adalah bahan guna habis utama. Setiap elektrod mempunyai panjang yang terhad. Setelah digunakan, pekerja mesti menggantikan elektrod secara manual. Seluruh set mengambil ruang yang kecil, memerlukan sedikit peralatan tambahan, dan mudah untuk pembinaan lapangan. Untuk kimpalan arka-separa automatik terbuka-, penyuap wayar dan silinder gas pelindung akan ditambah.
Kimpalan arka tenggelam memerlukan peralatan sokongan khas yang agak kompleks. Sistem SAW yang lengkap termasuk sumber kuasa kimpalan, mekanisme suapan wayar automatik, traktor kimpalan atau mekanisme perjalanan gantri, corong fluks, peranti kitar semula fluks dan kekili dawai kimpalan. Kawat kimpalan ialah dawai pepejal bergelung panjang dan bukannya elektrod manual pendek. Fluks kimpalan berbutir adalah bahan tambahan yang penting. Fluks perlu diturap sebelum mengimpal, dan sisa fluks hendaklah dikitar semula dan disaring selepas kimpalan untuk kegunaan berulang. Keseluruhan peralatan menduduki kawasan yang lebih besar, dan kebanyakannya berfungsi dengan sistem perjalanan automatik. Ia tidak sesuai untuk operasi manual pegang tangan.
Perbezaan boleh guna: Kimpalan arka konvensional terutamanya menggunakan elektrod bersalut atau wayar pepejal terlindung gas-. Kimpalan arka terendam sepadan dengan wayar kimpalan pepejal dan fluks berbutir yang sepadan. Fluks memainkan dua peranan perlindungan pengasingan fizikal dan pelarasan metalurgi.
Mod Operasi dan Keperluan Buruh
Kimpalan arka terbuka-tradisional (kimpalan arka manual) kebanyakannya adalah operasi manual. Pengimpal memegang pemegang elektrod, mengawal kelajuan kimpalan, panjang arka dan sudut kimpalan dengan tangan. Kualiti kimpalan sebahagian besarnya bergantung pada tahap kemahiran peribadi pengimpal. Operator mesti memantau keadaan arka dan status kolam lebur sepanjang masa semasa mengimpal. Kimpalan arka separa-automatik memerlukan pekerja untuk menggerakkan pistol kimpalan secara manual. Keamatan kerja adalah tinggi.
Kimpalan arka terendamkebanyakannya automatik atau separa-automatik. Selepas penetapan parameter, suapan dawai kimpalan, penyebaran fluks dan pergerakan mengembara diselesaikan oleh mesin. Operator hanya perlu menetapkan parameter voltan-semasa, menjajarkan kedudukan jahitan kimpalan, memantau status peralatan berjalan dan mengitar semula fluks. Tidak perlu memegang pistol kimpalan dengan tangan. Pengimpal tidak perlu memerhatikan cahaya arka. Malah pengendali biasa boleh menjalankan peralatan selepas latihan mudah, walaupun penyahpepijatan parameter masih memerlukan pengalaman profesional. SAW sangat mengurangkan pergantungan pada-pengimpal berkemahiran tinggi.
Walau bagaimanapun, SAW mempunyai had pada kebolehcapaian bahan kerja. Ia menyesuaikan dengan baik untuk jahitan lurus yang panjang atau jahitan lilitan bulat. Jahitan pendek tidak teratur kompleks lebih sesuai untuk kimpalan arka-terbuka manual.
Kecekapan Kimpalan
Kimpalan arka manual biasa mempunyai kecekapan yang rendah. Setiap elektrod pendek. Penggantian elektrod yang kerap membawa banyak lengkok-putus berhenti. Arus kimpalan adalah terhad, dan kadar pemendapan adalah rendah. Ia sesuai untuk -kelompok kecil,-pendek dan kerja pembaikan lapangan.
Kimpalan arka terendam boleh menggunakan arus kimpalan yang sangat tinggi, sehingga beribu-ribu ampere. Kelajuan suapan wayar adalah pantas. Tiada gangguan pertukaran elektrod-yang kerap. Kimpalan masa-berterusan boleh direalisasikan. Kecekapan pemendapan logam jauh lebih tinggi daripada kimpalan arka manual. Kelajuan kimpalan untuk jahitan lurus panjang adalah beberapa kali lebih cepat daripada kimpalan manual. Untuk paip keluli lingkaran, kimpalan tambahan paip ERW, jahitan longitudinal silinder kapal tekanan dan jahitan lilitan, SAW boleh memendekkan kitaran pengeluaran dalam pengeluaran besar-besaran.
Kualiti Kimpalan, Kecacatan dan Rupa
Untuk-kimpalan arka terbuka yang terdedah di udara: walaupun dengan salutan elektrod atau pelindung gas, sukar untuk menghalang sepenuhnya oksigen dan nitrogen daripada menceroboh kolam cair. Jika pengimpal beroperasi dengan tidak betul, pori-pori, kemasukan sanga, gabungan tidak lengkap mungkin berlaku. Penampilan kimpalan sangat berbeza, ditentukan oleh teknik pengimpal. Permukaan kimpalan biasanya memerlukan pengisaran dan pembersihan selepas kimpalan.
Dalam kimpalan arka terendam, fluks-lapisan sanga menutup rapat kolam cair. Udara diasingkan dengan berkesan. Logam kimpalan mempunyai kandungan nitrogen-oksigen yang rendah, prestasi metalurgi yang stabil. Kimpalan memperoleh sifat mekanikal yang baik, kekuatan tegangan tinggi dan keliatan hentaman. Permukaan manik kimpalan licin dan seragam. Percikan hampir tidak-wujud. Cangkang sanga kimpalan-boleh ditanggalkan dengan mudah. Kurang kerja mengisar diperlukan.
Tetapi SAW juga mempunyai risiko kecacatannya sendiri. Padanan voltan-arus yang tidak betul, jenis fluks yang salah atau alur bahan kerja yang tidak bersih boleh menyebabkan kemasukan sanga, penembusan tidak lengkap, pemotongan rendah. Memandangkan pengendali tidak dapat melihat kolam lebur secara langsung,-pembetulan masa sebenar tidak boleh dilakukan apabila keadaan tidak normal berlaku. Pengesahan parameter pra-dan penjajaran jahitan adalah sangat kritikal.
Persekitaran Kerja, Keselamatan dan Pencemaran
Kimpalan arka-terbuka menghasilkan cahaya arka ultraungu yang kuat, cahaya nampak terang, banyak percikan, asap dan habuk. Operator mesti memakai topi keledar kimpalan, pakaian pelindung dan sarung tangan untuk mengelakkan lecuran arka dan percikan melecur. Asap kimpalan yang berbahaya memerlukan rawatan pengudaraan.
Dalam kimpalan arka terendam, cahaya arka dilindungi sepenuhnya oleh fluks. Hampir tiada sinaran arka kuat tumpah keluar. Percikan adalah minimum. Penjanaan asap dan habuk sangat berkurangan. Keadaan kerja lebih baik. Tetapi sanga cair -suhu tinggi wujud. Operator masih memerlukan sarung tangan pelindung untuk mengelakkan melecur oleh kulit sanga panas. Debu fluks mungkin muncul semasa penyebaran fluks dan kitar semula, jadi pengudaraan tempatan masih diperlukan.
SAW tidak boleh digunakan untuk persekitaran luar berangin. Angin akan meniup fluks yang tidak bertutup, memusnahkan lapisan pelindung. Kimpalan manual -buka boleh menyesuaikan diri dengan keadaan kerja berangin dengan langkah perlindungan yang sepadan.
Ketebalan, Bahan dan Senario Bahan Kerja Berkenaan
Kimpalan arka terbuka-konvensional mempunyai kebolehsuaian ketebalan yang luas. Ia boleh mengimpal plat nipis dan juga plat tebal. Untuk-bahan kerja plat nipis dengan keperluan input haba yang kecil, kimpalan arka manual dan-kimpalan arka terlindung gas berfungsi dengan baik. Ia terpakai pada keluli karbon, keluli aloi, keluli tahan karat, besi tuang dan separa logam bukan-ferus. Ia sesuai untuk jahitan pendek, jahitan tidak teratur,-pemasangan di tapak, penyelenggaraan peralatan, pembaikan kimpalan dan pengeluaran kelompok-kecil.
Kimpalan arka terendam mempunyai input haba yang besar. Ia digunakan terutamanya untuk plat keluli sederhana-tebal dan tebal, secara amnya untuk ketebalan plat melebihi 6 mm. Ia digunakan secara meluas untuk keluli karbon, keluli kekuatan rendah-aloi tinggi-. Ia adalah proses arus perdana untuk jahitan membujur & lilitan paip dikimpal lingkaran, bekas tekanan, silinder dandang, rasuk H-berat, struktur keluli marin, tangki simpanan besar. Ia sesuai untuk jahitan lurus panjang dan jahitan lilitan bulat di bawah pengeluaran besar-besaran dalaman kilang. SAW tidak sesuai untuk-plat ultra nipis, jahitan lengkung tidak teratur kompleks dan pembaikan medan luar.
Kos dan Prestasi Ekonomi
Kimpalan arka terbuka-manual mempunyai pelaburan peralatan yang rendah. Kos pembelian awal mesin kimpalan adalah murah. Walau bagaimanapun, operasi manual menggunakan banyak jam buruh. Untuk jahitan panjang-pengeluaran besar-besaran, kos buruh komprehensif adalah tinggi.
Kimpalan arka terendam memerlukan pelaburan-sekali lebih tinggi untuk peralatan automatik yang lengkap. Selain mesin kimpalan, traktor, peranti kitar semula fluks hendaklah dibeli. Tetapi dalam pengeluaran berterusan secara besar-besaran, kelajuan kimpalan yang tinggi mengurangkan waktu bekerja dengan banyak. Fluks boleh dikitar semula berulang kali. Kos kimpalan unit-meter akan turun dengan jelas untuk projek-volume besar. Untuk tugas jahitan pendek-kelompok kecil-, SAW akan menyebabkan pembaziran fluks dan kapasiti peralatan, yang membawa kepada faedah ekonomi yang lemah.
Kesimpulannya, kimpalan arka terendam adalah subjenis automatik khas bagi kimpalan arka. Apa yang-dipanggil "kimpalan arka" dalam perbandingan harian biasanya menunjukkan kepada-jenis kimpalan arka manual / separuh-automatik.
Kimpalan arka-terbuka menampilkan peralatan ringkas, operasi yang fleksibel, kebolehsuaian medan yang kuat, sesuai untuk jahitan yang kompleks, kerja pembaikan dan-pengeluaran kelompok kecil, namun dengan kecekapan dan kualiti yang rendah bergantung pada kemahiran pengimpal.
Kimpalan arka tenggelam menggunakan perlindungan fluks-slag, merealisasikan kimpalan berterusan automatik, memiliki kecekapan tinggi, kualiti kimpalan yang stabil, kurang percikan dan sinaran rendah. Ia adalah proses pilihan untuk -plat panjang{3}}pengeluaran besar-besaran jahitan dalam paip keluli, bejana tekanan dan industri struktur-keluli tugas berat-berat. Kelemahannya ialah pelaburan peralatan yang tinggi, kebolehsuaian bentuk-bahan kerja terhad dan keperluan ketat untuk persekitaran kerja dalaman.
Dalam projek pembuatan sebenar, kilang sering menggabungkan kedua-dua proses ini bersama-sama: menggunakan kimpalan arka tenggelam untuk jahitan kimpalan panjang utama untuk pengeluaran besar-besaran, dan mengguna pakai kimpalan arka manual untuk jahitan separa, pembaikan dan{0}}kedudukan kompleks, untuk mengimbangi kecekapan pengeluaran, kualiti kimpalan dan kos keseluruhan.
