Защо заваръчната горелка произвежда пръски при високопрецизно заваряване? Скъпа, но често пренебрегвана грешка при избора на фенер

Прекомерното пръскане при високопрецизно заваряване не винаги се причинява от неправилно напрежение или скорост на подаване на телта. Неправилно избраната заваръчна горелка може да създаде нестабилен електрически контакт, непостоянно подаване на тел, неадекватно подаване на защитен газ, прекомерно натрупване на топлина и вариации в разстоянието между контактния връх и работното място, като всичко това може да дестабилизира трансфера на метал и да увеличи разпръскването.

Този проблем е особено важен при прецизното MIG/MAG и газово електродъгово заваряване (GMAW), където повторяемото подаване на тел и стабилният електрически трансфер са от съществено значение.

Заваръчната машина може да има идеално оптимизирани параметри, но ако горелката, контактният накрайник , обвивката, кабелният комплект, методът на охлаждане или работният цикъл не съответстват на приложението, дъгата все още може да се държи непоследователно.

Често за резултата се обвинява заваръчната машина.

В действителност основната причина може да е много по-проста и по-скъпа грешка при избора:

Заваръчната горелка беше избрана само по ампераж, вместо да бъде избрана като част от цялостната система за заваряване.

За високо прецизно производство тази грешка може да доведе до повече от видими пръски. Може да увеличи потреблението на консумативи, труда по почистването, преработката, прекъсванията на производството, отхвърлените компоненти и общите разходи за заварена част.

Защо неподходящата горелка за заваряване може да причини прекомерно пръскане?

Грешната заваръчна горелка може да увеличи разпръскването, тъй като горелката контролира три критични елемента в дъгата: заваръчен ток, подаване на тел за пълнене и защитен газ. Ако контактният връх, обвивката, охлаждащият капацитет, дължината на кабела, геометрията на дюзата или работният цикъл са неподходящи, дъгата става по-малко стабилна и преносът на разтопен метал става по-малко постоянен.

Основен извод: При прецизното заваряване заваръчната горелка не е просто дръжка, която държи контактния връх. Това е система за пренос на ток, електроснабдяване, доставка на газ и система за управление на топлината.

Какво означава 'Пръскане, предизвикано от избор на факел'?

Пръскането, предизвикано от избор на горелка, е прекомерно изхвърляне на разтопен метал, причинено или усилено от конфигурация на заваръчна горелка, която не поддържа правилно необходимия ток, диаметър на телта, работен цикъл, стабилност на подаване на тел, поток на защитен газ или геометрия на заваряване.

Това се различава от пръскането, предизвикано изцяло от параметри.

Традиционното отстраняване на неизправности често започва с:

напрежение → скорост на подаване на тел → защитен газ → скорост на заваряване.

Тези параметри са важни.

Приложенията с висока точност обаче трябва също да изследват:

горелка → контактен връх → обшивка → дюза → кабел → охлаждане → работен цикъл.

Причината е проста.

При GMAW заваръчната тел трябва да се движи непрекъснато от телоподаващото устройство през кабела и облицовката, да преминава през контактния връх, да получава електрически ток, да излиза от горелката в контролирана позиция и да навлиза в дъгата с повтаряща се скорост.

Всяка нестабилност по този път може да се превърне в нестабилност на дъгата.

А нестабилността на дъгата често се превръща в пръски.

Защо изборът на контактен накрайник има толкова голям ефект върху пръските?

Контактният връх изпълнява една от най-важните функции вътре в a MIG/MAG заваръчна горелка :

той пренася заваръчния ток от горелката към движещата се заваръчна тел.

За високопрецизно заваряване тази електрическа връзка трябва да остане много последователна.

Какво се случва, ако контактният накрайник е твърде голям?

Ако отворът на контактния връх е прекалено голям спрямо диаметъра на проводника, проводникът има повече свобода да се движи вътре в върха.

Това може да доведе до:

• непоследователен електрически контакт;

• скитане на тел;

• промяна на позицията на дъгата;

• нестабилен пренос на ток;

• непостоянно разстояние между върха на контакта и работата;

• преждевременно износване.

Дъгата може многократно да се измества, вместо да остане концентрирана в стабилна точка.

При конвенционалното производство могат да се допускат малки вариации.

При прецизното заваряване една и съща вариация може да причини видими разлики в пръскането, позицията на перлите, проникването и външния вид на заваръчния шев.

Какво се случва, ако контактният накрайник е твърде малък?

Твърде стегнат контактен връх може да създаде прекомерно триене.

Това може да доведе до:

• устойчивост на подаване на тел;

• неравномерна скорост на телта;

• колебание на проводника;

• обратно изгаряне;

• преждевременно износване на върха;

• прекъсвания на храненето.

Когато подаването на телта стане непоследователно, връзката между скоростта на подаване на телта и напрежението на дъгата се променя непрекъснато.

Полученият метален трансфер може да стане неправилен, увеличавайки вероятността от пръски.

Следователно:

Правилният контактен връх трябва да съответства както на диаметъра на телта, така и на действителното заваръчно приложение - не просто да пасва в горелката.

Защо износеният контактен накрайник увеличава пръските при заваряване?

Контактният накрайник постепенно се износва, тъй като заваръчната тел непрекъснато преминава през него.

Тъй като отворът се увеличава, електрическият контакт става по-малко повтаряем.

Това може да накара жицата да промени контактната си точка вътре в върха от момент на момент.

При процес на високо прецизно заваряване тази вариация има значение.

Операторът или автоматизираната система може да поддържа абсолютно същото:

• напрежение;

• ампераж;

• скорост на движение;

• ъгъл на горелка;

• скорост на подаване на тел.

Но точката на електрическо предаване вътре в горелката вече не е последователна.

Резултатът може да бъде:

стабилни настройки на машината + нестабилен физически пренос на ток = нестабилно поведение на дъгата.

Ето защо смяната на контактен накрайник не трябва да се основава само на това дали накрайникът е напълно неизползваем.

За прецизното производство по-подходящият въпрос е:

Достатъчно износен ли е контактният накрайник, за да повлияе на повторяемостта на процеса?

Как облицовката на горелката влияе върху заваръчните пръски?

Втулката насочва заваръчната тел от захранващото устройство през кабела на заваръчната горелка. Неправилният размер на втулката, прекомерното триене, замърсяването, лошата инсталация или прекомерното огъване на кабела могат да създадат неравномерно подаване на тел и следователно нестабилен трансфер на метал.

Подаването на телта трябва да бъде гладко и непрекъснато.

Когато телта срещне съпротивление, нейната моментна скорост на подаване на контактния връх може да не съответства напълно на зададената скорост на подаване на телта.

Това може да създаде:

подаване → колебание → освобождаване → ускорение → флуктуация на дъгата.

В нормален цех заварчикът може просто да чуе промяната на звука на дъгата.

В прецизна производствена линия тази малка нестабилност може да изглежда като:

• повишено микропръскане;

• непоследователен профил на перлите;

• променливо проникване;

• блуждаене на дъгата;

• износване на контактния връх;

• обратно изгаряне.

Може ли лайнерът да бъде технически 'съвместим', но все пак да е грешен?

да

Облицовката може физически да пасне на горелката, но все още да е неподходяща за приложението.

Изборът на обшивка трябва да вземе предвид:

Това е една от причините смяната само на контактния накрайник да не реши проблемите с повтарящи се пръски.

Трябва да се оцени целият път на проводника.

Грешка ли е изборът на заваръчна горелка според максималния ампераж?

да Изборът на заваръчна горелка само според нейния обявен максимален ампераж е една от най-честите грешки при избора при взискателни заваръчни приложения.

Две горелки могат да имат сходен ампераж и въпреки това да работят много различно в действителното производство.

Високопрецизна горелка трябва да бъде избрана според:

Горелка, номинална за необходимия ампераж, все още може да бъде неподходяща, ако производственият работен цикъл е много по-висок от този, който е проектиран да поддържа.

Това е мястото, където очевидното 'по-евтино фенерче' може да се превърне в скъп избор.

Защо работният цикъл е критичен при високопрецизното заваряване?

Работният цикъл определя колко непрекъснато термично натоварване може да понесе заваръчната горелка при определено работно състояние.

Прецизното заваряване изисква повече от просто избягване на катастрофално прегряване.

Процесът изисква термична консистенция.

С повишаването на температурата на горелката няколко компонента могат да претърпят ускорено износване:

• съвети за контакт;

• дюзи;

• дифузори;

• облицовки;

• изолационни компоненти;

• кабелни възли.

Дори преди фенерът да е станал твърде горещ за използване, повишаването на температурата може да повлияе на състоянието на консумативите.

Това има значение, защото прецизното заваряване зависи от повторяемостта.

Процес, който произвежда отлични заварки през първите 10 минути, но увеличаващо се пръскане след продължително производство, не е наистина стабилен.

Защо охлаждането на заваръчната горелка е проблем с прецизността, а не просто проблем с удобството на оператора?

Охлаждането често се разглежда като функция за комфорт.

За прецизно заваряване е по-добре да се разбира като характеристика за стабилност на процеса.

Правилно охладената горелка помага да се поддържа по-постоянна топлинна среда около:

• контактният връх;

• дифузьор;

• дюза;

• гърло на факла;

• захранващ кабел.

Когато термичното натоварване надхвърли ефективния охлаждащ капацитет на горелката, износването на консумативите може да се ускори.

Това в крайна сметка може да промени геометрията или електрическите характеристики около дъгата.

Кога трябва да се обмисли водно охлаждане?

Няма универсален ампераж, при който всяко приложение трябва да се промени от горелка с въздушно/газово охлаждане към горелка с водно охлаждане.

Решението трябва да вземе предвид:

ток + работен цикъл + продължителност на заваряване + размер на горелката + изисквания за достъп + производствен обем.

Водното охлаждане става все по-привлекателно, когато:

• заваръчният ток е висок;

• производството е непрекъснато;

• времето за включване на дъгата е дълго;

• размерите на горелката трябва да останат компактни;

• трудно се контролира температурата на консуматива;

• производството изисква висока повторяемост.

Поради това правилната охладителна система трябва да бъде избрана според реалния производствен цикъл, а не само при пиков ток.

Как доставката на защитен газ през горелката влияе върху пръскането?

А заваръчната горелка е отговорна и за доставянето на защитен газ в зоната на заваряване.

Пътят на защитния газ включва няколко компонента:

маркуч за газ → тяло на горелката → дифузер → дюза → заваръчна зона.

Проблеми навсякъде по този път може да нарушат покритието с газ.

Възможните причини включват:

• повредени газови маркучи;

• запушени отвори на дифузора;

• прекомерно пръскане вътре в дюзата;

• неподходящи размери на дюзата;

• течове;

• неправилно положение на дюзата;

• турбулентен газов поток.

Лошото екраниране основно увеличава риска от замърсяване и порьозност на заваръчния шев, но нестабилната среда на дъгата може също да допринесе за лошо цялостно поведение при прехвърляне.

Следователно за високопрецизно заваряване газовият поток трябва да се оценява не само в регулатора.

Важният въпрос е:

Газът достига ли дъгата постоянно и равномерно?

Може ли геометрията на врата на факела да причини повече пръски?

Да - косвено.

Геометрията на гърлото на горелката определя колко лесно операторът или автоматизираната система може да поддържа необходимите:

• работен ъгъл;

• ъгъл на движение;

• CTWD;

• позиция на дъгата;

• съвместен достъп.

Ако геометрията на горелката е лошо съобразена със съединението, операторът може да компенсира чрез промяна на ъгъла на горелката или увеличаване на стърчането.

Това може да промени поведението на дъгата.

При приложения с висока точност малките отклонения, които биха били приемливи при общо производство, могат да станат важни.

Следователно 'най-добрата' заваръчна горелка не е непременно горелката с най-висок ампераж.

Горелката е тази, която позволява последователно възпроизвеждане на необходимата геометрия на заваряване.

Какво е CTWD и защо има значение за разпръскването?

Контактен връх до работно разстояние (CTWD) е разстоянието от края на контактния връх до детайла. В GMAW, вариациите в CTWD влияят на електрическото залепване, заваръчния ток, поведението на дъгата, характеристиките на отлагането и стабилността на процеса.

За прецизно заваряване, CTWD трябва да бъде много повторяем.

Ако конструкцията на горелката или достъпът на оператора затрудняват поддръжката на CTWD, условията на заваряване могат да варират дори когато настройките на машината остават непроменени.

Типичните причини за непоследователен CTWD включват:

• неподходящ ъгъл на гърлото на горелката;

• прекомерна дължина на дюзата;

• лоша достъпност на ставата;

• умора на оператора;

• неправилно позициониране на роботизирана горелка;

• промени в позицията на контактния връх;

• непоследователна инсталация на консумативи.

Ето защо ергономичността и геометрията на фенера не са просто удобни функции.

Те влияят върху повторяемостта на процеса.

Как дължината на кабела за заваряване влияе върху стабилността на дъгата и подаването на тел?

По-дългите възли на горелките осигуряват по-голям работен обхват, но също така създават по-дълъг път за заваръчната тел.

Колкото по-дълъг е захранващият път, толкова по-важни стават състоянието на облицовката, маршрутизирането на кабела, твърдостта на телта и производителността на захранващото устройство.

Проблемите се увеличават, когато дългите кабели са:

• плътно навити;

• многократно огънат;

• маршрутизиран около машини;

• усукани по време на производството;

• в комбинация с неправилна подплата.

За прецизни приложения изборът на възможно най-дългия кабел 'за всеки случай' не винаги е най-добрата стратегия.

Предпочитаната дължина на кабела обикновено е:

достатъчно дълго за необходимото движение, но не повече от необходимото.

Това помага за намаляване на ненужното съпротивление при подаване на тел.

Защо изборът на горелка е по-важен при импулсното и прецизното заваряване?

Процесите на високопрецизно заваряване са проектирани да контролират по-точно входящата топлина, преноса на капките и поведението на дъгата.

Това прави последователността на процеса по-ценна - и механичната нестабилност по-видима.

Един усъвършенстван източник на енергия за заваряване не може напълно да компенсира:

• непостоянно подаване на тел;

• износени контактни накрайници;

• нестабилен пренос на ток;

• лошо подаване на газ;

• прекомерна температура на горелката;

• промяна на CTWD.

Това води до важен принцип:

Колкото по-прецизен става процесът на заваряване, толкова по-важна става консистенцията на горелката.

Инвестирането в големи количества в източника на захранване, като същевременно се третира заваръчната горелка като общ аксесоар, следователно може да подкопае прецизността, за която е закупено оборудването.

Защо изборът на горелка е още по-важен при роботизираното заваряване?

Роботизираното заваряване премахва много променливи, свързани с оператора.

Това обаче означава, че вариациите, свързани с факела, стават още по-лесни за идентифициране.

Роботизирана система очаква факлата многократно да се връща към същото:

• централна точка на инструмента;

• ъгъл;

• CTWD;

• позиция на проводника;

• газово покритие.

Износването на консумативите или топлинното изкривяване могат да компрометират тази повторяемост.

За роботизирано и автоматизирано заваряване оценете:

Горелка, която работи приемливо при ръчно заваряване, може да не осигури автоматично повтаряемостта, изисквана от автоматизацията.

Колко наистина струва пръскането при заваряване?

Видимите метални капчици са само част от цената.

Реалната цена на пръскането може да се изрази като:

Обща цена на пръски = труд за почистване + консумативи + преработка + престой + отхвърлени части + проблеми с процеса надолу по веригата

1. Почистващ труд

Пръските може да се наложи да бъдат отстранени преди:

• рисуване;

• покритие;

• обшивка;

• запечатване;

• монтаж;

• финална проверка.

2. По-висока консумация на консумативи

Обилните пръски могат да увеличат честотата на почистване и подмяна за:

• дюзи;

• съвети за контакт;

• дифузори.

3. Престой в производството

Всеки път, когато операторът спре, за да почисти дюза или да смени контактен накрайник, производителността на дъгата намалява.

4. Преработка

Нестабилността на дъгата може да засегне повече от пръски.

Може също така да създаде непоследователна геометрия на перлата или проникване, което изисква допълнителна проверка и ремонт.

5. Проблеми с качеството надолу по веригата

За прецизни компоненти дори малки количества пръски могат да попречат на:

• уплътнителни повърхности;

• нишки;

• движещи се компоненти;

• качество на покритието;

• козметичен външен вид.

Следователно най-евтината горелка на етап закупуване може да не осигури най-ниската цена на заварен компонент.

Наистина ли заваръчната горелка причинява пръски?

Не винаги.

Пръските могат да бъдат причинени и от параметри на заваряване, замърсяване на материала, защитен газ, качество на проводника, заземяване, техника на заваряване и режим на пренасяне на метал.

Най-добрият метод за отстраняване на неизправности е променливата да се идентифицира систематично.

Целта е да се избегне непрекъсната промяна на параметрите на заваряване, когато основният проблем е механичен.

Как трябва стъпка по стъпка да отстраните неизправностите при пръските на заваръчната горелка?

Стъпка 1: Проверете параметрите на заваряване

Уверете се, че напрежението, скоростта на подаване на телта, полярността, скоростта на движение и режимът на прехвърляне са подходящи.

Ако параметрите са правилни, продължете с отстраняването на неизправности, вместо веднага да ги коригирате отново.

Стъпка 2: Проверете контактния накрайник

Проверете за:

• прекомерно износване на отвора;

• обратно изгаряне;

• деформация;

• замърсяване;

• неправилен размер.

Стъпка 3: Проверете подаването на тел

Прекарайте тел през системата и наблюдавайте дали движението е плавно и последователно.

Проверете обвивката и маршрута на кабела.

Стъпка 4: Проверете работния цикъл на горелката

Определете дали фенерът се използва непрекъснато близо до топлинната си граница.

Стъпка 5: Проверете ефективността на охлаждането

Проверете дали температурата на горелката се повишава значително по време на производството.

За системи с водно охлаждане, потвърдете циркулацията на охлаждащата течност.

Стъпка 6: Проверете доставката на газ

Проверете дюзата, дифузора, маркучите и газовия път за ограничения или течове.

Стъпка 7: Проверете CTWD и ъгъла на горелката

Уверете се, че геометрията на горелката позволява на оператора или робота да поддържа повтарящо се позициониране.

Стъпка 8: Сравнете производителността с времето за производство

Задайте важен диагностичен въпрос:

Веднага ли се появяват пръски или се увеличават, след като горелката е заварявала известно време?

Ако производителността се влоши с температурата, трябва да се обърне повече внимание на капацитета на горелката или охлаждането.

Как да изберете заваръчна горелка за високопрецизно заваряване?

Горелката за прецизно заваряване трябва да бъде избрана според цялостното приложение, а не според отделна спецификация.

Използвайте следната рамка за избор:

Това е много по-силен метод за закупуване, отколкото просто да попитате:

'Колко ампера е тази горелка за заваряване?'

Коя е най-честата грешка при избора на заваръчна горелка?

Най-скъпата пренебрегвана грешка е изборът на горелка с достатъчен номинален ампераж, но недостатъчна стабилност на процеса за действителната производствена среда.

Горелката може технически да заварява.

Може да не се провали веднага.

Може дори да изглежда приемливо по време на кратък тест.

Но по време на реално производство може да възникне:

• прекомерно натрупване на топлина;

• ускоряване на износването на контактния връх;

• увеличаване на устойчивостта на подаване на тел;

• непоследователно поведение на дъгата;

• увеличаване на пръскането;

• по-кратък живот на консумативите;

• повече прекъсвания на поддръжката.

Ето защо кратките тестове за заваряване сами по себе си може да не представят точно производствените характеристики.

Високопрецизна заваръчна горелка трябва да бъде оценена при условия, които наподобяват реалните:

ток + проводник + работен цикъл + маршрутизиране на кабела + геометрия на съединението + продължителност на производството.

Често задавани въпроси относно пръските от заваръчната горелка при високопрецизно заваряване

Може ли грешната горелка за заваряване наистина да причини прекомерно пръскане?

да Лошо подбрана заваръчна горелка може да причини нестабилно подаване на тел, непостоянен пренос на ток, неадекватно охлаждане, промяна на CTWD или лошо разпределение на защитен газ. Тези условия могат да дестабилизират дъгата и да увеличат разпръскването, дори когато настройките на заваръчната машина изглеждат правилни.

Размерът на контактния накрайник влияе ли върху пръските при заваряване?

да По-големият контактен връх може да позволи прекомерно движение на проводника и нестабилен електрически контакт, докато по-малкият връх може да увеличи триенето и съпротивлението при подаване на тел. И двете условия могат да допринесат за нестабилност на дъгата и прекомерно пръскане.

Може ли износен контактен накрайник да причини повече пръски?

да Тъй като отворът на контактния връх се износва, проводникът може да се движи по-свободно и електрическият трансфер става по-непоследователен. Това може да причини блуждаене на дъгата, нестабилно прехвърляне на метал и повишено пръскане.

Може ли облицовката на заваръчната горелка да причини пръски?

да Неправилна, повредена, замърсена или лошо монтирана облицовка може да създаде непоследователно подаване на тел. Нередовното подаване на тел променя поведението при прехвърляне на метал и може да увеличи разпръскването.

Работният цикъл на заваръчната горелка влияе ли на качеството на заварката?

да Работата на горелка над предвидения й топлинен капацитет може да повиши температурата на компонентите и да ускори износването на консумативите. При прецизни приложения това може да намали стабилността и повторяемостта на дъгата, преди горелката да достигне очевидна повреда.

е а Заваръчната горелка с водно охлаждане винаги е по-добра?

Не. Правилният метод на охлаждане зависи от ампеража, работния цикъл, продължителността на заваряването, размера на горелката и производствените изисквания. Водното охлаждане става по-ценно при продължителни приложения с висок ток и висок работен цикъл, където термичната стабилност е важна.

Защо пръските се увеличават след заваряване за известно време?

Ако пръскането е малко в началото на производството, но се увеличава, докато заваряването продължава, проверете температурата на горелката, износването на контактния връх, капацитета на охлаждане, съпротивлението при подаване на тел и работния цикъл. Зависеща от температурата промяна може да означава, че системата на горелката работи близо до топлинната си граница.

Какво трябва да проверя, преди да сменя заваръчна машина поради пръски?

Проверете контактния накрайник, облицовката, пътя на подаване на телта, маршрутизирането на кабела, работния цикъл на горелката, ефективността на охлаждане, подаването на газ, CTWD, ъгъла на горелката, работната връзка и състоянието на консумативите, преди да заключите, че източникът на захранване е проблемът.

Заключение: Най-скъпият фенер може да не е грешен избор - грешният фенер е

Прекомерното разпръскване при високопрецизно заваряване не трябва автоматично да се третира като проблем с регулиране на напрежението или подаването на тел.

Заваръчната горелка играе пряка роля в:

електрически трансфер + подаване на тел + подаване на защитен газ + термичен контрол + позициониране на дъгата.

Ако някоя от тези функции стане нестабилна, процесът на заваряване става нестабилен.

Следователно за прецизни MIG/MAG и GMAW приложения изборът на горелка трябва да отчита много повече от максималния ампераж.

Най-важните фактори са:

действителен заваръчен ток, работен цикъл, съвместимост на контактния накрайник, избор на обвивка, материал на проводника, дължина на кабела, капацитет на охлаждане, подаване на защитен газ, геометрия на горелката и производствен метод.

Факел, който струва по-евтино за покупка, но увеличава разпръскването, употребата на консумативи, времето за почистване и преработката, в крайна сметка може да бъде по-скъпото решение.