The ABC’s of Arc Welding
How Polarity Affects Electrode Performance in Arc Welding
Termin 'polaryzacja’ jest używany do opisania elektrycznego połączenia elektrody w odniesieniu do zacisku źródła zasilania. W przypadku prądu stałego (DC), gdy elektroda jest podłączona do zacisku dodatniego, polaryzacja jest określana jako elektroda dodatnia prądu stałego (DCEP). Gdy elektroda jest podłączona do zacisku ujemnego, polaryzacja jest określana jako ujemna elektroda prądu stałego (DCEN). Gdy używany jest prąd zmienny (AC), biegunowość zmienia się co pół cyklu 50 lub 60 Hz.
Dlaczego GMAW używa głównie DCEP
W zdecydowanej większości zastosowań spawania łukowego metali gazowych (GMAW) używa się DCEP. W tym stanie uzyskuje się stabilny łuk, gładkie przenoszenie metalu, stosunkowo niewielki rozprysk, dobrą charakterystykę spoiny i głębokie wtopienie w szerokim zakresie prądów spawania. W przeciwieństwie do tego, w przypadku DCEN, wielkość kropli stopionego metalu ma tendencję do zwiększania się, a przenoszenie kropli staje się nieregularne, co zwiększa rozprysk dużych ziaren. Jednakże, niektóre druty o unikalnym składzie chemicznym zostały opracowane specjalnie do spawania prądem stałym, co zapewnia doskonałe wyniki w przypadku blach ocynkowanych. Próby zastosowania konwencjonalnego prądu przemiennego nie powiodły się z powodu niestabilności łuku w GMAW. Jednak dzięki najnowocześniejszym technologiom inwertorowym i cyfrowej kontroli opracowano pulsacyjne źródła prądu zmiennego GMAW dla blach.
SMAW jest najbardziej uniwersalnym procesem spawania pod względem biegunowości
Duża różnorodność topników otulających elektrody otulone sprawia, że proces SMAW jest najbardziej uniwersalny pod względem biegunowości. Większość elektrod otulonych wykorzystuje albo AC albo DCEP. Niektóre elektrody, w szczególności E6013 (RB-26), E6019 (B-17) i E7024(ZERODE-43F) oferują dobrą wydajność z AC, DCEP lub DCEN. Z kolei elektrody wysokocelulozowe, takie jak E6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S) i E8010-P1 (KOBE-8010S) do spawania rur są przeznaczone wyłącznie do spawania prądem stałym (DCEP) w celu uzyskania gładszego transferu kropel. Elektrody niskowęglowe typu Cr-Mo, takie jak E7015-B2L (CMB-95) i E8015-B3L (CMB-105) są również przeznaczone do stosowania wyłącznie z DCEP, co zapewnia lepszą wydajność. Niektóre specyficzne elektrody, takie jak LB-80UL do stali o wysokiej wytrzymałości i NB-1SJ do stali niskotemperaturowych są zalecane do stosowania tylko AC w celu zagwarantowania ścisłych wymagań dotyczących wytrzymałości i udarności metalu spoiny w produkcji.
Jak biegunowość wpływa na SAW
Od konkretnej kombinacji drutu i topnika zależy wybór AC, DCEP lub DCEN w SAW. W przypadku DCEP, współczynnik zużycia topnika (stosunek ilości żużla do ilości osadzonego metalu) jest wyższy niż w przypadku AC o około 10-30% w zależności od rodzaju topnika. W związku z tym, polaryzacja może mieć wpływ na skład chemiczny – a tym samym na właściwości mechaniczne – metalu spoiny, chociaż stopień wpływu zależy od rodzaju topnika. Z tego powodu konieczny jest staranny dobór drutu i kombinacji topnika z uwzględnieniem biegunowości źródła prądu, które ma być użyte, gdy wymagania jakościowe dla metalu spoiny są surowe. Tabela 1 pokazuje przykład wpływu biegunowości na skład chemiczny i właściwości mechaniczne metalu spoiny. W tych wynikach badań, wyraźne różnice są rozpoznawane w węgla, tlenu, 0,2%PS, TS i IV między AC i DCEP.
| Polaryzacja | 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 | 0.006 | 0,098 |
| Polaryzacja | 0,2% PS (N/mm2) |
TS (N/mm2) |
El (%) |
RA (%) |
Av. IV at -40°C (J) |
|
| AC | 462 | 565 | 30 | 70 | 93 | |
| DCEP | 411 | 512 | 33 | 69 | 74 | |
Page Top
.