การเชื่อมอาร์คก๊าซเฉื่อยทังสเตนด้วยตนเองของแผ่นสแตนเลส

 

【บทคัดย่อ】การเชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อยทังสเตนเป็นวิธีการเชื่อมที่สำคัญมากในการผลิตทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ บทความนี้จะวิเคราะห์ความเครียดของสระการเชื่อมแผ่นสแตนเลสและการเสียรูปของการเชื่อมของแผ่นบาง และแนะนำสิ่งสำคัญของกระบวนการเชื่อมและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติของการเชื่อมก๊าซเฉื่อยทังสเตนด้วยตนเองของแผ่นบางสแตนเลส

การแนะนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมการผลิตที่ทันสมัย ​​แผ่นบางสแตนเลสถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกัน การบิน อุตสาหกรรมเคมี อิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ และการเชื่อมแผ่นบางสแตนเลสขนาด 1-3 มม. ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเชี่ยวชาญกระบวนการที่จำเป็นของการเชื่อมแผ่นบางสแตนเลส

การเชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อยทังสเตน (TIG) ใช้อาร์คแบบพัลส์ ซึ่งมีลักษณะของอินพุตความร้อนต่ำ ความร้อนเข้มข้น โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็ก การเปลี่ยนรูปการเชื่อมเล็กน้อย การป้อนความร้อนสม่ำเสมอ และการควบคุมพลังงานในเส้นได้ดีขึ้น การไหลของอากาศป้องกันมีผลเย็นระหว่างการเชื่อมซึ่งสามารถลดอุณหภูมิพื้นผิวของสระหลอมเหลวและเพิ่มแรงตึงผิวของสระหลอมเหลว TIG ใช้งานง่าย สังเกตสถานะของสระหลอมเหลว รอยเชื่อมหนาแน่น คุณสมบัติทางกลที่ดี และการขึ้นรูปพื้นผิวที่สวยงามได้ง่าย ปัจจุบัน TIG ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะการเชื่อมแผ่นบางสแตนเลส

1. ข้อมูลสำคัญทางเทคนิคของการเชื่อมก๊าซเฉื่อยทังสเตน

1.1 การเลือกเครื่องเชื่อมแก๊สเฉื่อยทังสเตนและขั้วไฟฟ้า

TIG สามารถแบ่งออกเป็นพัลส์ DC และ AC DC พัลส์ TIG ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมเหล็ก เหล็กเหนียว เหล็กทนความร้อน ฯลฯ และ AC พัลส์ TIG ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมโลหะเบา เช่น อลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองแดง และโลหะผสมของมัน พัลส์ทั้ง AC และ DC ใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีลักษณะการตกแบบชัน การเชื่อม TIG ของแผ่นบางสแตนเลสมักจะใช้การเชื่อมต่อ DC บวก

1.2 ข้อมูลสำคัญทางเทคนิคของการเชื่อมก๊าซเฉื่อยทังสเตนแบบแมนนวล

1.2.1 การเริ่มต้นส่วนโค้ง

การสตาร์ทอาร์คมีสองรูปแบบ: การสตาร์ทอาร์กไฟฟ้าลัดวงจรแบบไม่สัมผัสและการสตาร์ทอาร์คไฟฟ้าลัดวงจร แบบแรกไม่มีการสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดกับชิ้นงาน ซึ่งเหมาะสำหรับการเชื่อมทั้งแบบ DC และ AC ในขณะที่แบบหลังเหมาะสำหรับการเชื่อมแบบ DC เท่านั้น หากใช้วิธีลัดวงจรเพื่อเริ่มอาร์ค ไม่ควรเริ่มอาร์คบนการเชื่อมโดยตรง เนื่องจากง่ายต่อการสร้างการจับยึดหรือการยึดเกาะของทังสเตนกับชิ้นงาน อาร์คไม่สามารถเสถียรได้ทันที และอาร์คนั้นง่าย เพื่อเจาะลึกเนื้อหาหลัก ดังนั้นควรใช้แผ่นสตาร์ทอาร์ค ควรวางแผ่นทองแดงไว้ข้างจุดเริ่มต้นส่วนโค้ง ควรเริ่มส่วนโค้งก่อนจากนั้นจึงควรอุ่นหัวอิเล็กโทรดทังสเตนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดก่อนที่จะย้ายไปยังชิ้นส่วนที่จะเชื่อม ในการผลิตจริง TIG มักใช้อาร์คสตาร์ทเตอร์เพื่อสตาร์ทอาร์ก ภายใต้การกระทำของกระแสพัลส์ความถี่สูงหรือไฟฟ้าแรงสูง ก๊าซอาร์กอนจะถูกไอออนไนซ์และอาร์คจะเริ่มต้นขึ้น

1.2.2 การเชื่อมตำแหน่ง

ในระหว่างการเชื่อมตำแหน่ง ลวดเชื่อมควรจะบางกว่าลวดเชื่อมที่ใช้กันทั่วไป เนื่องจากอุณหภูมิต่ำและเย็นตัวเร็วระหว่างการเชื่อมแบบจุด อาร์คจึงคงอยู่เป็นเวลานานจึงเผาไหม้ผ่านได้ง่าย เมื่อทำการเชื่อมตำแหน่งคงที่แบบจุด ควรวางลวดเชื่อมไว้ที่ส่วนการเชื่อมแบบจุด และควรย้ายส่วนโค้งไปที่ลวดเชื่อมหลังจากที่เสถียรแล้ว หลังจากที่ลวดเชื่อมละลายและฟิวส์กับวัสดุหลักทั้งสองด้าน อาร์คจะหยุดลงอย่างรวดเร็ว

อุปกรณ์เชื่อม Xinfa มีลักษณะคุณภาพสูงและราคาต่ำ สำหรับรายละเอียด กรุณาเยี่ยมชม:ผู้ผลิตงานเชื่อมและตัด - โรงงานและซัพพลายเออร์งานเชื่อมและตัดของจีน (xinfatools.com)

1.2.3 การเชื่อมปกติ

เมื่อใช้ TIG ธรรมดาในการเชื่อมแผ่นสแตนเลส กระแสจะถูกถือเป็นค่าเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม เมื่อกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า 20A อาร์กดริฟท์จะเกิดขึ้นได้ง่าย และอุณหภูมิจุดแคโทดจะสูงมาก ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนและการเผาไหม้ในบริเวณที่เชื่อม และทำให้สภาวะการปล่อยอิเล็กตรอนเสื่อมลง ทำให้จุดแคโทดกระโดดอย่างต่อเนื่อง ทำให้ยากต่อการรักษาการเชื่อมตามปกติ เมื่อใช้ TIG แบบพัลส์ กระแสสูงสุดสามารถทำให้ส่วนโค้งคงที่และมีทิศทางที่ดี ทำให้ง่ายต่อการละลายวัสดุหลักและขึ้นรูป และสลับกันเป็นรอบเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการเชื่อมดำเนินไปอย่างราบรื่น เพื่อให้ได้รอยเชื่อม ด้วยประสิทธิภาพที่ดี รูปลักษณ์ที่สวยงาม และสระหลอมเหลวที่ทับซ้อนกัน

2. การวิเคราะห์ความสามารถในการเชื่อมของแผ่นสแตนเลส

คุณสมบัติทางกายภาพและรูปร่างแผ่นของแผ่นสแตนเลสส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของการเชื่อม แผ่นสแตนเลสมีค่าการนำความร้อนต่ำและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นสูง เมื่ออุณหภูมิการเชื่อมเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นจะมีขนาดใหญ่ และง่ายต่อการเผาไหม้ ตัดราคา และเสียรูปของคลื่น การเชื่อมแผ่นสแตนเลสส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมแบบชนแผ่นแบน สระที่หลอมละลายส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากแรงส่วนโค้ง แรงโน้มถ่วงของโลหะในสระที่หลอมละลาย และแรงตึงผิวของโลหะในสระที่หลอมละลาย เมื่อปริมาตร มวล และความกว้างหลอมเหลวของโลหะพูลหลอมเหลวคงที่ ความลึกของพูลหลอมเหลวจะขึ้นอยู่กับขนาดของส่วนโค้ง ความลึกและแรงอาร์คหลอมเหลวสัมพันธ์กับกระแสเชื่อม และความกว้างหลอมเหลวถูกกำหนดโดยแรงดันอาร์ก

ยิ่งปริมาตรของสระหลอมเหลวมากขึ้น แรงตึงผิวก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย เมื่อแรงตึงผิวไม่สามารถรักษาสมดุลของแรงส่วนโค้งและความโน้มถ่วงของโลหะพูลที่หลอมละลายได้ จะทำให้พูลที่หลอมละลายไหม้ทะลุได้ นอกจากนี้ การเชื่อมจะได้รับความร้อนและความเย็นเฉพาะที่ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ทำให้เกิดความเครียดและความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอ เมื่อการเชื่อมสั้นลงตามยาวทำให้เกิดความเครียดบนขอบของแผ่นบางที่เกินค่าที่กำหนด จะทำให้เกิดการเสียรูปของคลื่นที่รุนแรงยิ่งขึ้น ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพรูปลักษณ์ของชิ้นงาน ภายใต้วิธีการเชื่อมและพารามิเตอร์กระบวนการเดียวกัน การใช้อิเล็กโทรดทังสเตนที่มีรูปร่างต่างกันเพื่อลดการป้อนความร้อนบนรอยเชื่อมสามารถแก้ปัญหาต่างๆ เช่น รอยไหม้ทะลุและการเสียรูปของชิ้นงานได้

3. การประยุกต์ใช้การเชื่อมก๊าซเฉื่อยทังสเตนแบบแมนนวลในการเชื่อมแผ่นสแตนเลส

3.1 หลักการเชื่อม

การเชื่อมก๊าซเฉื่อยทังสเตนเป็นการเชื่อมอาร์กแบบเปิดที่มีส่วนโค้งที่เสถียรและความร้อนที่เข้มข้น ภายใต้การป้องกันของก๊าซเฉื่อย (อาร์กอน) สระการเชื่อมจะบริสุทธิ์และคุณภาพการเชื่อมก็ดี อย่างไรก็ตาม เมื่อเชื่อมเหล็กสเตนเลส โดยเฉพาะเหล็กสเตนเลสออสเทนนิติก จำเป็นต้องปกป้องด้านหลังของรอยเชื่อมด้วย มิฉะนั้นจะทำให้เกิดออกซิเดชันอย่างรุนแรง ส่งผลต่อการก่อตัวของรอยเชื่อมและประสิทธิภาพการเชื่อม

3.2 ลักษณะการเชื่อม

การเชื่อมแผ่นสแตนเลสมีลักษณะดังนี้

1) ค่าการนำความร้อนของแผ่นสแตนเลสไม่ดีและง่ายต่อการเผาไหม้โดยตรง

2) ไม่จำเป็นต้องมีลวดเชื่อมระหว่างการเชื่อม และวัสดุหลักจะถูกหลอมรวมโดยตรง

ดังนั้นคุณภาพของการเชื่อมแผ่นสแตนเลสจึงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปัจจัยต่างๆ เช่น ผู้ปฏิบัติงาน อุปกรณ์ วัสดุ วิธีการก่อสร้าง สภาพแวดล้อมภายนอกระหว่างการเชื่อมและการตรวจจับ

ในกระบวนการเชื่อมแผ่นสแตนเลส วัสดุการเชื่อมไม่จำเป็นต้องใช้ แต่วัสดุต่อไปนี้จะต้องมีค่อนข้างสูง: ประการแรก ความบริสุทธิ์ อัตราการไหล และเวลาการไหลของอาร์กอนของก๊าซอาร์กอน และประการที่สอง อิเล็กโทรดทังสเตน

1) อาร์กอน

อาร์กอนเป็นก๊าซเฉื่อยและไม่ง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับวัสดุและก๊าซโลหะอื่นๆ เนื่องจากการไหลของก๊าซมีผลทำให้เย็นลง โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของการเชื่อมจึงมีน้อย และการเสียรูปของการเชื่อมจึงมีน้อย เป็นก๊าซป้องกันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเชื่อมอาร์กก๊าซเฉื่อยทังสเตน ความบริสุทธิ์ของอาร์กอนต้องมากกว่า 99.99% ส่วนใหญ่ใช้อาร์กอนเพื่อปกป้องสระหลอมเหลวอย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันอากาศจากการกัดเซาะสระหลอมเหลวและก่อให้เกิดออกซิเดชันระหว่างการเชื่อม และแยกพื้นที่เชื่อมออกจากอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อปกป้องพื้นที่เชื่อมและปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อม

2) อิเล็กโทรดทังสเตน

พื้นผิวของอิเล็กโทรดทังสเตนควรเรียบ ปลายต้องคมขึ้น และมีศูนย์กลางที่ดี ด้วยเหตุนี้ ส่วนโค้งความถี่สูงจึงดี ความเสถียรของส่วนโค้งดี ความลึกของการหลอมละลายลึก สระหลอมเหลวยังคงมีเสถียรภาพ การเชื่อมขึ้นรูปได้ดี และคุณภาพการเชื่อมก็ดี หากพื้นผิวของอิเล็กโทรดทังสเตนไหม้หรือมีข้อบกพร่อง เช่น มลภาวะ รอยแตก รูการหดตัว ฯลฯ บนพื้นผิว อาร์คความถี่สูงสตาร์ทได้ยากในระหว่างการเชื่อม อาร์คไม่เสถียร ส่วนโค้งมีการดริฟท์ สระหลอมเหลวกระจายตัว พื้นผิวขยายออก ความลึกของการหลอมเหลวตื้น รอยเชื่อมมีรูปแบบไม่ดี และคุณภาพการเชื่อมไม่ดี

4. บทสรุป

1) การเชื่อมอาร์กก๊าซเฉื่อยทังสเตนมีเสถียรภาพที่ดีและรูปร่างอิเล็กโทรดทังสเตนที่แตกต่างกันมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพการเชื่อมของแผ่นบางสแตนเลส

2) การเชื่อมอิเล็กโทรดเฉื่อยทังสเตนปลายกรวยแบนสามารถปรับปรุงอัตราการขึ้นรูปสองด้านของการเชื่อมด้านเดียว ลดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจากการเชื่อม ทำให้การเชื่อมสวยงาม และมีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดี

3) การใช้วิธีการเชื่อมที่ถูกต้องสามารถป้องกันข้อบกพร่องในการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ