The ABC’s of Arc Welding
Hoe de polariteit de prestaties van de elektrode beïnvloedt bij booglassen
De term ‘polariteit’ wordt gebruikt om de elektrische verbinding van de elektrode ten opzichte van de terminal van een stroombron aan te geven. Bij gelijkstroom (DC) wordt, wanneer de elektrode is aangesloten op de positieve klem, de polariteit aangeduid als gelijkstroomelektrode positief (DCEP). Wanneer de elektrode op de negatieve aansluitklem is aangesloten, wordt de polariteit aangeduid als gelijkstroomelektrode negatief (DCEN). Wanneer wisselstroom (AC) wordt gebruikt, verandert de polariteit elke halve cyclus van 50 of 60 Hz.
Waarom GMAW meestal DCEP gebruikt
De overgrote meerderheid van gasmetaal booglassen (GMAW) toepassingen gebruikt DCEP. Deze toestand geeft een stabiele boog, een vlotte metaaloverdracht, relatief weinig spatten, goede lasparelkenmerken en een diepe inbranding voor een brede waaier van lasstromen. Met DCEN daarentegen heeft de gesmolten druppel de neiging groter te worden en wordt de druppeloverbrenging onregelmatig, waardoor het spatten van grote korrels toeneemt. Er zijn echter enkele specifieke draden met een unieke chemische samenstelling speciaal voor DCEN ontwikkeld, die uitstekende prestaties leveren op gegalvaniseerde platen. Pogingen om conventionele wisselstroom te gebruiken zijn over het algemeen niet succesvol geweest vanwege de instabiele boog bij GMAW. De modernste inverter- en digitale besturingstechnologie hebben echter AC gepulseerde GMAW stroombronnen voor plaatmetaal ontwikkeld.
SMAW is het meest veelzijdige lasproces in termen van polariteit
De grote verscheidenheid aan bekledingsfluxen voor beklede elektroden maakt het SMAW proces het meest veelzijdig in termen van polariteit. De meeste beklede elektroden gebruiken AC of DCEP. Sommige elektroden, met name E6013 (RB-26), E6019 (B-17) en E7024 (ZERODE-43F) leveren goede prestaties met AC, DCEP of DCEN. Elektroden met een hoog cellulosetype zoals E6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S), en E8010-P1 (KOBE-8010S) voor pijplassen zijn daarentegen alleen ontworpen voor gebruik met DCEP voor een vlottere druppeloverdracht. Cr-Mo-elektroden met laag koolstofgehalte zoals E7015-B2L (CMB-95) en E8015-B3L (CMB-105) zijn ook ontworpen om alleen met DCEP te worden gebruikt, voor betere prestaties. Sommige specifieke elektroden zoals LB-80UL voor hoogsterkte staalsoorten en NB-1SJ voor lage temperatuur staalsoorten worden aanbevolen om alleen AC te gebruiken om aan de strenge eisen voor sterkte en taaiheid van het lasmetaal bij de fabricage te voldoen.
Hoe polariteit SAW beïnvloedt
De specifieke combinatie van draad en vloeimiddel bepaalt de keuze van AC, DCEP of DCEN bij SAW. Bij DCEP is de fluxverbruiksratio (de verhouding tussen de hoeveelheid slak en de hoeveelheid afgezet metaal) ruwweg 10-30% hoger dan bij AC, afhankelijk van het type flux. Bijgevolg kan de chemische samenstelling – en dus de mechanische eigenschappen – van het lasmetaal worden beïnvloed door de polariteit, hoewel de mate van effect afhangt van het type flux. Daarom is een zorgvuldige keuze van draad en fluxcombinatie noodzakelijk, rekening houdend met de polariteit van de te gebruiken stroombron, wanneer de kwaliteitseis voor het lasmetaal streng is. Tabel 1 geeft een voorbeeld van het effect van de polariteit op de chemische samenstelling en de mechanische eigenschappen van het lasmetaal. In deze testresultaten zijn duidelijke verschillen te herkennen in koolstof, zuurstof, 0,2%PS, TS en IV tussen AC en DCEP.
| Polariteit | C | Si | Mn | P | S | O | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AC | 0.07 | 0.30 | 1.61 | 0.017 | 0.005 | 0.067 | |
| DCEP | 0.05 | 0.35 | 1.67 | 0.018 | 0.018 | 0.006 | 0.098 |
| Polariteit | 0.2% PS (N/mm2) |
TS (N/mm2) |
El (%) |
RA (%) |
Av. IV bij -40°C (J) |
||
| AC | 462 | 565 | 30 | 70 | 93 | ||
| DCEP | 411 | 512 | 33 | 69 | 74 | ||
Page Top