|
Ocena wydajności spawania niskoenergetycznego procesu SpeedRoot w pozycji PG
Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, poświęconych porównaniu warunków spawania i właściwości technologicznych spawania złączy doczołowych innowacyjną niskoenergetyczną odmianą metody MAG – SpeedRoot w pozycji PG z tradycyjnym spawaniem metodą TIG w pozycji PF. Oceniono wydajność spawania obu procesów, charakterystyki dynamiczne źródeł zasilania oraz geometrię i budowę makrostrukturalną uzyskanych spoin.
Wstęp Jedną z istotniejszych właściwości spawalniczych źródeł zasilania jest ich przydatność technologiczna określona zdolnością do zapłonu a następnie stabilnego palenia się łuku, wielkością i ilością rozprysku metalu podczas spawania (dotyczy metod spawania opartych na elektrodzie topliwej) oraz elastycznością łuku. Przydatność ta jest wynikiem technologicznych właściwości źródeł spawalniczych określonych ich charakterystykami statycznymi i dynamicznymi. Każda metoda spawania łukowego ma swoją specyfikę wynikającą z zakresu stosowanych parametrów, właściwości łuku (skład chemiczny przestrzeni łukowej, rodzaje elektrod itp.) oraz sposobów przechodzenia metalu w łuku, tym samym stawia różne wymagania zasilaczom spawalniczym, w tym głównie ich właściwościom dynamicznym. Pod pojęciem stabilności procesu spawania rozumie się odporność źródła na różnego rodzaju zakłócenia wewnętrzne i/lub zewnętrzne, którym może ono ulegać w czasie spawania. Tak więc, badanie stabilności spawania najczęściej ogranicza się do uzyskania dobrej jakości spoiny, przy praktycznie nie zmieniającej się na całej długości geometrii spoiny (szerokości, wysokości lica, głębokości wtopienia). Zgodnie z literaturą, oceniana w ten sposób stabilność procesu spawania jest stabilnością technologiczną [10,11,12]. Rozwój nowych odmian metody MIG/MAG (SpeedUP, STT, CMT, AC Puls, itp.) spowodował lepszą kontrolę nad ilością ciepła wprowadzaną do spoiny, poprawę jakości spoin, głębokości wtopienia oraz zwiększenie wydajności procesu spawania. Badania omawiane w artykule dotyczą jedynie metody MAG w odmianie SpeedRoot w pozycji PG.
Badania eksperymentalne Proces spawania SpeedRoot jest nową odmianą metody MAG dedykowaną do spawania warstw graniowych w spoinach czołowych również cienkich blach podczas łączenia we wszystkich pozycjach spawalniczych. Celem prowadzonych badań było porównanie spawania w pozycji PG metodą SpeedRoot z metodą TIG w pozycji PF, pod względem podstawowych właściwości spoin oraz wydajności spawania. Badania wykonano częściowo w laboratorium Zakładu Inżynierii Spajania PW oraz w firmie Dantherm Filtration Sp. z o.o. Analizie poddano właściwości dynamiczne źródeł zasilania, w tym głównie rejestrowano przebiegi prądu spawania i napięcia łuku, które odnoszono do geometrii uzyskanych spoin. W ramach prowadzonych badań wykonano złącza doczołowe ze stali stopowej gatunku 1.4301. Do spawania metodą MAG-SpeedRoot zastosowano drut spawalniczy w gatunku G19 9LSi (wg PN-EN ISO 14343) marki MOST o średnicy 1,0 mm, jako gazu osłonowego użyto mieszanki Cronigon S2 Grupa M13 (wg PN-EN ISO 14175:2008), natomiast w metodzie TIG zastosowano spoiwo Ø 1,2 mm w gatunku G19 9LSi (wg PN-EN ISO 14343) marki MOST oraz argon jako gaz osłonowy (I1 wg PN-EN ISO 14175:2008). Wydajność spawania poszczególnych odmian spawania metody MAG oraz TIG prowadzono w warunkach produkcyjnych, a uzyskane wyniki porównywano z uzyskaną wydajnością podczas spawania próbki wzorcowej wykonanej metodą TIG. Próby spawania wykonano ręcznie z zastosowaniem zbliżonych parametrów spawania (prąd spawania około 75 A). Do badań wytypowano urządzenia firmy LORCH: Saprom S (MAG SpeedRoot) oraz T220 (TIG). Na podstawie uzyskanych wyników opracowano i wdrożono technologię spawania innowacyjnego filtra dedykowanego dla przemysłu spożywczego, wykonanego ze stali 1.4301. Filtr składał się z 4 podzespołów o długości 13 m każdy, mających po zmontowaniu łączną wysokość blisko 10 m i całkowitą masę ok. 18 000 kg (rys.3) tworząc 11 szczelnie oddzielonych sekcji, dostosowanych do pracy w warunkach ciśnienia dochodzącego do 7 kPa i jednorazowo wytrzymujących eksplozje pyłu skutkującą chwilowym wzrostem ciśnienia do 20 kPa.
|
