Bågsvetsningens ABC
Hur polaritet påverkar elektrodprestanda vid bågsvetsning
Uttrycket ”polaritet” används för att beskriva den elektriska anslutningen av elektroden i förhållande till terminalen på en strömkälla. Vid likström (DC), när elektroden är ansluten till den positiva terminalen, betecknas polariteten som likströmselektroden positiv (DCEP). När elektroden är ansluten till den negativa terminalen betecknas polariteten som likströmselektrod negativ (DCEN). När växelström (AC) används ändras polariteten varje halvcykel av 50 eller 60 Hz.
Varför GMAW använder mestadels DCEP
De allra flesta tillämpningar för gasmetallbågsvetsning (GMAW) använder DCEP. Detta tillstånd ger en stabil ljusbåge, jämn metallöverföring, relativt lite stänk, bra svetsvulstegenskaper och djup penetrering för ett brett spektrum av svetsströmmar. Med DCEN däremot tenderar de smälta dropparnas storlek att öka och droppöverföringen blir oregelbunden, vilket ökar stänk av stora korn. Vissa specifika trådar med unik kemisk sammansättning har dock utvecklats specifikt för DCEN, vilket ger utmärkta prestanda på galvaniserad plåt. Försöken att använda konventionell AC har i allmänhet misslyckats på grund av den instabila ljusbågen i GMAW. Med modern inverter- och digital styrteknik har man dock utvecklat AC-pulserade GMAW-strömkällor för plåt.
SMAW är den mest mångsidiga svetsprocessen när det gäller polaritet
Den stora variationen av beläggningsflöden för täckta elektroder gör att SMAW-processen kan vara den mest mångsidiga när det gäller polaritet. Majoriteten av täckta elektroder använder antingen AC eller DCEP. Vissa elektroder, särskilt E6013 (RB-26), E6019 (B-17) och E7024 (ZERODE-43F) ger goda resultat med AC, DCEP eller DCEN. Däremot är elektroder med hög cellulosatyp som E6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S) och E8010-P1 (KOBE-8010S) för rörsvetsning utformade för användning endast med DCEP för jämnare droppöverföring. Cr-Mo-elektroder med låg kolhalt, t.ex. E7015-B2L (CMB-95) och E8015-B3L (CMB-105), är också konstruerade för användning endast med DCEP för bättre prestanda. Vissa specifika elektroder, t.ex. LB-80UL för höghållfasta stål och NB-1SJ för lågtemperaturstål, rekommenderas att endast använda växelström för att garantera strikta krav på hållfasthet och slagtålighet hos den svetsade metallen vid tillverkningen.
Hur polariteten påverkar SAW
Den särskilda kombinationen av tråd och flussmedel avgör valet av växelström, DCEP eller DCEN i SAW. Med DCEP är flussförbrukningskvoten (förhållandet mellan mängden slagg och mängden deponerad metall) högre än med AC med ungefär 10-30 % beroende på typen av flussmedel. Följaktligen kan den kemiska sammansättningen – och därmed de mekaniska egenskaperna – hos den svetsade metallen påverkas av polariteten, även om graden av effekt beror på typen av flussmedel. Detta är anledningen till att ett noggrant val av tråd- och flussmedelskombination är nödvändigt med hänsyn till polariteten hos den strömkälla som ska användas när kvalitetskraven på svetsmetallen är stränga. Tabell 1 visar ett exempel på polaritetens inverkan på svetsmetallens kemiska sammansättning och mekaniska egenskaper. I dessa testresultat känns tydliga skillnader igen i kol, syre, 0,2 %PS, TS och IV mellan AC och DCEP.
| Polaritet | 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 |
| Polaritet | 0.2% PS (N/mm2) |
TS (N/mm2) |
El (%) |
RA (%) |
Av. IV vid -40°C (J) |
|
| AC | 462 | 565 | 30 | 70 | 93 | |
| DCEP | 411 | 512 | 33 | 69 | 74 | |
Sidans topp