The ABC’s of Arc Welding
Hvordan polaritet påvirker elektrodens ydeevne ved lysbuesvejsning
Udtrykket ‘polaritet’ bruges til at beskrive den elektriske forbindelse af elektroden i forhold til klemmen på en strømkilde. Ved jævnstrøm (DC), når elektroden er tilsluttet til den positive terminal, betegnes polariteten som jævnstrømelektrode positiv (DCEP). Når elektroden er forbundet til den negative terminal, betegnes polariteten som jævnstrømselektrode negativ (DCEN). Når der anvendes vekselstrøm (AC), skifter polariteten hver halve cyklus på 50 eller 60 Hz.
Hvorfor GMAW hovedsagelig anvender DCEP
Den store majoritet af gasmetalbuesvejsning (GMAW) anvender DCEP. Denne tilstand giver en stabil lysbue, jævn metaloverførsel, relativt lavt spild, gode svejseperleegenskaber og dyb indtrængning for et bredt spektrum af svejsestrømmene. I modsætning hertil har smeltedråberne med DCEN en tendens til at blive større, og dråbeoverførslen bliver uregelmæssig, hvilket øger stænk af store korn. Der er imidlertid blevet udviklet nogle specifikke tråde med en unik kemisk sammensætning specielt til DCEN, som giver fremragende resultater på galvaniserede plader. Forsøg på at anvende konventionel AC har generelt været mislykkede på grund af den ustabile lysbue i GMAW. Imidlertid har den nyeste inverter- og digitale styringsteknologi udviklet AC-pulserede GMAW-strømkilder til metalplader.
SMAW er den mest alsidige svejseproces med hensyn til polaritet
Den store variation af belægningsflux til dækkede elektroder gør det muligt for SMAW-processen at være den mest alsidige med hensyn til polaritet. De fleste overdækkede elektroder anvender enten AC eller DCEP. Nogle elektroder, især E6013 (RB-26), E6019 (B-17) og E7024 (ZERODE-43F), giver gode resultater med AC, DCEP eller DCEN. Derimod er elektroder af højcellulose-typen som E6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S) og E8010-P1 (KOBE-8010S) til svejsning af rør kun beregnet til brug med DCEP for at opnå en mere jævn dråbeoverførsel. Cr-Mo-elektroder med lavt kulstofindhold, såsom E7015-B2L (CMB-95) og E8015-B3L (CMB-105), er også beregnet til brug kun med DCEP for at opnå bedre ydeevne. Nogle specifikke elektroder som LB-80UL til højstyrkestål og NB-1SJ til lavtemperaturstål anbefales kun at anvende AC for at sikre strenge krav til styrke og slagfasthed af svejsemetallet i fremstillingen.
Hvordan polaritet påvirker SAW
Den særlige kombination af tråd og flux bestemmer valget af AC, DCEP eller DCEN i SAW. Med DCEP er fluxforbrugsforholdet (forholdet mellem mængden af slagge og mængden af aflejret metal) højere end med AC med ca. 10-30 %, afhængigt af typen af flux. Følgelig kan den kemiske sammensætning – og dermed de mekaniske egenskaber – af svejsemetallet påvirkes af polariteten, selv om graden af virkning afhænger af typen af flusmiddel. Derfor er det nødvendigt at foretage et omhyggeligt valg af kombination af tråd og flusmiddel under hensyntagen til polariteten af den strømkilde, der skal anvendes, når kvalitetskravene til svejsemetallet er strenge. Tabel 1 viser et eksempel på polaritetens indvirkning på svejsemetallets kemiske sammensætning og mekaniske egenskaber. I disse testresultater erkendes markante forskelle i kulstof, ilt, 0,2%PS, TS og IV mellem AC og 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 | 0.067 | 0.006 | 0,098 | |||
| Polaritet | 0,2% PS (N/mm2) |
TS (N/mm2) |
El (%) |
RA (%) |
Av. IV ved -40°C (J) |
|||||
| AC | 462 | 565 | 30 | 70 | 93 | 30 | 70 | 93 | ||
| DCEP | 411 | 512 | 33 | 69 | 74 | |||||
Sidens top