Elektrostruskové svařování: odrůdy a podstata

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Svařovací operace s kovy jsou většinou založeny na chemicko-tepelných procesech tavení. V závislosti na použitém nářadí, aktivním spotřebním materiálu a obecně technických podmínkách pro organizaci procesu se mění i vlastnosti výsledného produktu. Hlavním úkolem svářeče je vytvořit silný šev, který vydrží zatížení, které také dopadne na hlavní konstrukci. V tomto ohledu dnes není elektrostruskové svařování nejlepším řešením, protože klasický efekt elektrického oblouku umožňuje vytvoření příznivějších švů pro další provoz. Použití struskových lázní pro proces tavení však poskytuje mnoho dalších výhod, pro které velké podniky tuto technologii využívají.

Podstata elektrostruskového svařování

Technika elektrostruskového svařování je založena na aplikaci tepla, které vzniká v procesu tavení materiálu. Výsledná tepelná energie je právě tím faktorem, který zajišťuje svařovací provoz. Jako materiál k tavení se používá struskový základ. Původcem tavného procesu je tedy elektrický proudpři organizaci procesu se používá speciální generátor. Mezi zvláštnosti procesu patří skutečnost, že elektrostruskové svařování lze provádět pouze za podmínek vertikálního umístění obrobků. Působením generovaného tepla vyplní tekutý kov, který vzniká při tavení elektrodových drátů a svařovaných prvků, prostor mezi díly. Aby kapalná lázeň strusky a kovu nepřetékala, jsou na různých stranách pracovní lázně instalovány šoupátka chlazená vodou. Jak je šev svařován, zvedají se a nedovolují pracovní hmotě vytékat.

Technologický proces

Svařovací proces začíná vybuzením oblouku, který se vytvoří mezi součástmi a dráty elektrody. Tepelná energie oblouku taví tavidlo, načež se vytvoří samotná strusková lázeň, jejíž hladina stoupne. Díky vlastnosti elektrické vodivosti začne tavený tok přesouvat oblouk, čímž se zastaví jeho hoření. V tomto případě pokračuje tavení a ohřev tavidla v důsledku tepelného účinku, jehož zdrojem bude proud přiváděný do kapalné strusky. To znamená, že technologie elektrostruskového svařování je založena na přenosu tepla ze strusky, která nejen uvolňuje energii pod vlivem proudu, ale může ji také přímo přenášet na pracovní části.

Elektroda a cílový kov jsou navzájem přesně spojeny přes struskovou lázeň. Dále se vytvoří kovová lázeň. To může trvat různou dobu v závislosti namateriálové vlastnosti. Hlavním bodem je, že kovová tekutá základna leží pod struskovou lázní, ale také vyžaduje zahrnutí jezdců formy, aby se zabránilo úniku. K tomu použijte měděné jezdce chlazené vodou.

Odrůdy svařování

Přístupy k této metodě se liší podle typu použité elektrody. Například klasické schéma zahrnuje použití elektrodového drátu, který se při tavení přivádí do struskové lázně. S tímto přístupem musí master také udělovat elektrodám vratné horizontální pohyby, což zajišťuje rovnoměrný ohřev svařovaných dílů v celé tloušťce.

Další metoda zahrnuje použití elektrod s velkým průřezem nebo desek. V tomto případě bude elektroda zabírat většinu prostoru tvořeného mezerou mezi obrobky. Běžné je i použití talířů. S takovým schématem se elektrostruskové svařování provádí s očekáváním rozměrové korespondence aktivních prvků s detaily. V každém případě by jejich tvar měl být podobný svařovaným obrobkům. Desky jsou pevně upevněny v mezeře a v závislosti na stavu struskové lázně mohou být přiváděny do pracovní oblasti při provádění operace.

Svařovací zařízení

Stejně jako u tradičního ověřování elektrickým obloukem se v tomto případě používá speciální zařízení. Pro určení jeho vlastností je třeba poznamenat, že elektrostruskaTechnika, na rozdíl od jiných běžných svařovacích technologií, může být implementována při proudové hustotě 0,1 A/mm2, což je stokrát méně než u stejné obloukové metody. K provedení tohoto úkolu se používají automaty, které splňují několik podmínek. V první řadě musí technika zajistit mezeru mezi různými okraji vany. Druhá podmínka je vyjádřena tím, že zařízení pro elektrostruskové svařování musí umožňovat vertikální vytvoření svarového švu. A poslední významnou podmínkou je, že svařování musí být provedeno jedním přístupem. Mezi volitelné vybavení patří také kladky pro podávání drátu, náustek s proudem, jezdce s lamelami a trubice pro vodní chlazení.

Přídavný materiál pro svařování

Aktivním základem pro takové svařování jsou zmíněné elektrody, které mohou mít několik pevných os. Přísun do struskové lázně je zajištěn konstantní rychlostí. Kromě strusky a elektrod lze použít i spotřební náustek. V závislosti na požadavcích na získaný výsledek může operátor ovládat spotřební materiál tak, že proces bude probíhat s různou intenzitou - je také provedena korekce pro manipulaci se stejnými elektrodami za účelem zvýšení zahřívání, přičemž se bere v úvahu zohledněte druh kovu. Obecně z hlediska složitosti pro mistra je nejobtížnějším procesem elektrostruskové svařování s kontaktním principem působení. Obvykle se technika kontaktní strusky používá v případech, kdy je nutné svařovattyče na rovnou plochu.

Výhody technologie

Jednou z hlavních výhod metody je možnost svařování bez nutnosti předběžného oddělování hran, protože proces je realizován s mezerou mezi pracovními částmi až 3 cm úspora organizace události. Výhody se projeví i po dokončení operace. Faktem je, že svařování tohoto typu poskytuje symetrické uspořádání švu vzhledem k ose. Tento faktor eliminuje vznik úhlových deformací, což v konečném důsledku zjednodušuje montáž dílů s jejich seřizováním.

Oblasti použití

Možnosti použití této techniky určují právě její nedostatky. Tato metoda není praktická pro většinu typických svařovacích aplikací. Nejčastěji se technologie používá ve stavebnictví a průmyslovém prostředí. Například výroba masivních rámů, montáž turbínových zařízení, montáž silnostěnných bubnů a kotlových jednotek jsou jen některé z běžných operací, při kterých se používá elektrostruskové svařování. Použití této metody ve výrobě umožňuje montáž velkorozměrových konstrukcí. Zásadním rozdílem mezi elektrostruskovou technologií a ostatními metodami redukce kovových prvků je předpoklad možnosti nahrazení kovaných nebo litých masivních dílů svařovanými protějšky vyrobenými z drobných odlitků popř.výkovky.

Závěr

Z různých důvodů, dokonce ani v cílových oblastech této technologie, není její aplikace vždy povolena. Omezení se týkají především technologických nedostatků, kvůli kterým je použití metody nepraktické. Například elektrostruskové svařování bude neúčinné, pokud se plánuje jeho použití na místě, kde jsou také přítomny materiály citlivé na tepelné účinky. To znamená, že z ekonomických důvodů a kvality výsledného spoje se technologie ospravedlňuje, ale vzniká další nuance. Takové svařování se vyznačuje velkou zónou tepelného vlivu, respektive při práci se stacionárním uspořádáním dílů budou všechny materiály sousedící s nimi také vystaveny silným teplotním účinkům.