Shielded Metal Arc Welding (abgekürzt SMAW).Das Prinzip besteht darin, dass zwischen der beschichteten Elektrode und dem Grundmetall ein Lichtbogen erzeugt wird und das Schweißverfahren die Lichtbogenwärme nutzt, um die Elektrode und das Grundmetall zu schmelzen.Die äußere Schicht der Elektrode ist mit Schweißpulver bedeckt und schmilzt bei Hitzeeinwirkung, was die Funktion hat, den Lichtbogen zu stabilisieren, Schlacke zu bilden, zu desoxidieren und zu verfeinern.Da es eine einfache Ausrüstung und einen flexiblen Betrieb erfordert, kann es problemlos an Schweißnähte geschweißt werden, die durch unterschiedliche Positionen und unterschiedliche Verbindungen im Raum entstehen.Daher ist es auch heute noch weit verbreitet.
Abbildung 1: Schutzgasschweißverbindung
Das manuelle Lichtbogenschweißen ist in der Abbildung dargestellt:
Schließen Sie vor dem Schweißen das geschweißte Werkstück und die Schweißzange an die beiden Pole des Elektroschweißgeräts an und klemmen Sie den Schweißstab mit der Schweißzange fest.Während des Schweißens stehen der Schweißstab und das Werkstück in unmittelbarem Kontakt und bilden einen Kurzschluss. Anschließend werden sie um einen bestimmten Abstand (ca. 2 bis 4 mm) voneinander getrennt und der Lichtbogen wird gezündet.
Abbildung 2: Schutzgasschweißverfahren
Das Werkstück schmilzt unter dem Lichtbogen sofort und bildet ein halbovales Schmelzbad.Nachdem die Elektrodenbeschichtung geschmolzen ist, wird ein Teil davon zu einem Gas, das den Lichtbogen umgibt, um ihn von der Luft zu isolieren und so das flüssige Metall vor Sauerstoff und Stickstoff zu schützen;Ein Teil davon wird zu geschmolzener Schlacke oder wird allein in das Schmelzbad gesprüht oder mit dem Kern geschmolzen. Die geschmolzenen Tröpfchen flüssigen Metalls werden zusammen in das Schmelzbad gesprüht.
Im Lichtbogen und im Schmelzbad unterliegen das flüssige Metall, die Schlacke und das Lichtbogengas bestimmten physikalischen und chemischen Veränderungen, wie z. B. der Auflösung des Gases im flüssigen Metall und der Oxidations-Reduktions-Reaktion.Das Gas und die Schlacke im Schmelzbad schwimmen aufgrund ihres geringen Gewichts auf.Wenn der Lichtbogen entfernt wird, sinkt die Temperatur und das Metall und die Schlacke erstarren nacheinander.Auf diese Weise werden die beiden Metallteile durch das geschmolzene und kristallisierte Schweißgut verbunden.Da sich die Schrumpfung der Schlacke von der des Metalls unterscheidet, rutscht sie auf der Schlackenschale und der Metallgrenze, und die Schlackenschale kann automatisch abfallen oder nach dem Klopfen abfallen, und die Metallschweißnaht ist mit Fischschuppen versehen freigelegt werden kann.
Die Hauptausrüstung des manuellen Lichtbogenschweißens ist ein elektrisches Schweißgerät.Ein elektrisches Schweißgerät ist eine Stromquelle, die einen Schweißlichtbogen erzeugt, und es gibt zwei Arten von Wechselstrom und Gleichstrom.Derzeit werden in China viele Arten von Elektroschweißgeräten hergestellt, die je nach Struktur in Wechselstrom-Elektroschweißgeräte und Gleichstrom-Elektroschweißgeräte unterteilt werden können.
Für Gleichstromschweißgeräte gibt es zwei unterschiedliche Anschlussarten.Wenn die Elektrode mit der negativen Elektrode und das Werkstück mit der positiven Elektrode verbunden ist, handelt es sich um die positive Verbindungsmethode;Das Gegenteil ist die umgekehrte Verbindungsmethode.Beim Schweißen mit einer alkalischen Elektrode mit niedrigem Wasserstoffgehalt (z. BE7018, E7016), damit der Lichtbogen stabil brennt, ist die Verwendung der Gleichstrom-Rückverbindungsmethode vorgeschrieben;Bei Verwendung der Säureelektrode (z. BE6013, J422) Zum Schweißen dicker Stahlplatten wird die Vorwärtsverbindungsmethode verwendet, da die Temperatur im Anodenteil höher ist als im Kathodenteil und die Vorwärtsverbindungsmethode eine größere Eindringtiefe erreichen kann.Beim Schweißen dünner Stahlbleche und Nichteisenmetalle wird die umgekehrte Verbindungsmethode verwendet.Da sich beim Schweißen mit Wechselstrom die Polarität abwechselnd ändert, ist es nicht erforderlich, den Polaritätsanschluss zu wählen.
Das Schweißmaterial für das Handschweißen ist ein Elektroschweißstab, der aus einem Stahlkern und einer Beschichtung auf der Außenseite des Stahlkerns besteht (siehe auchDie Zusammensetzung der Schweißelektrode).
Schweißkern
Die Rolle des Stahlkerns (Schweißkern) besteht hauptsächlich darin, Elektrizität zu leiten und am Ende der Elektrode ein abgeschiedenes Metall mit einer bestimmten Zusammensetzung zu bilden.Der Schweißkern kann aus verschiedenen Stählen bestehen.Die Zusammensetzung des Schweißkerns beeinflusst direkt die Zusammensetzung und Leistung des abgeschiedenen Metalls.Daher muss der Schweißkern den Gehalt an schädlichen Elementen minimieren.Zusätzlich zur Begrenzung von S und P ist es bei einigen Schweißstäben erforderlich, dass der Schweißkern As, Sb, Sn und andere Elemente kontrolliert.
Abbildung 3: Tianqiao-Schweißelektrode E6013
Flussmittelbeschichtung
Die Elektrodenbeschichtung kann auch als Lack bezeichnet werden.Der Hauptzweck der Beschichtung des Kerns besteht darin, den Schweißvorgang zu erleichtern und sicherzustellen, dass das abgeschiedene Metall eine bestimmte Zusammensetzung und Leistung aufweist.Elektrodenbeschichtungen können nach einem bestimmten Formelverhältnis mit Hunderten von Rohstoffpulvern wie Oxiden, Carbonaten, Silikaten, organischen Stoffen, Fluoriden, Ferrolegierungen und chemischen Produkten gemischt werden.Verschiedene Rohstoffe lassen sich entsprechend ihrer Rolle in der Elektrodenbeschichtung in folgende Kategorien einteilen:
1. Der Stabilisator erleichtert das Starten des Lichtbogens durch die Elektrode und sorgt dafür, dass der Lichtbogen während des Schweißvorgangs stabil brennt.Jede leicht ionisierbare Substanz kann den Lichtbogen stabilisieren.Im Allgemeinen werden Verbindungen von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen wie Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Marmor usw. verwendet.
2. Schlackenbildner können beim Schweißen geschmolzene Schlacke mit bestimmten physikalischen und chemischen Eigenschaften bilden, die die Oberfläche des geschmolzenen Metalls bedecken, das Schweißbad schützen und die Form der Schweißnaht verbessern.
3. Desoxidationsmittel durch die metallurgische chemische Reaktion im Schweißprozess, um den Sauerstoffgehalt im Schweißgut zu reduzieren und die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht zu verbessern.Die wichtigsten Desoxidationsmittel sind Ferromangan, Ferrosilicium und Ferrotitan.
4. Das gaserzeugende Mittel kann unter der Wirkung der hohen Lichtbogentemperatur Gas abtrennen und freisetzen, um den Lichtbogen und das Schmelzbad zu schützen und das Eindringen von Sauerstoff und Stickstoff in die Umgebungsluft zu verhindern.
5. Legierungsmittel Es wird verwendet, um das Verbrennen von Legierungselementen und den Übergang von Legierungselementen in die Schweißnaht während des Schweißprozesses auszugleichen, um sicherzustellen, dass das Schweißgut die erforderliche chemische Zusammensetzung und Leistung erhält.
6. Plastifizierendes Schmiermittel Erhöhen Sie die Plastizität, den Schlupf und die Fließfähigkeit des Beschichtungspulvers beim Pressvorgang des Schweißstabs, um die Pressqualität des Schweißstabs zu verbessern und die Exzentrizität zu verringern.
7. Klebstoffe sorgen dafür, dass das Beschichtungspulver während des Kompressionsbeschichtungsprozesses eine bestimmte Viskosität aufweist, sich fest mit dem Schweißkern verbinden kann und der Schweißstabbeschichtung nach dem Trocknen eine bestimmte Festigkeit verleiht.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Juli 2021