Belangrijkste varianten van GTAW

Er zijn een aantal varianten van het GASW-proces (Gas Tungsten Arc Welding) en enkele van de meer populaire hiervan zijn de volgende: 1. Gepulseerde huidige GTAW 2. Hete draad GTAW 3. GTAW boogspotlassen.

Variant # 1. Gepulseerde huidige GTAW:

In gepulseerde stroom GTAW wordt de lasstroom geleverd in pulsen in plaats van in een constante grootte. Dit komt omdat de conventionele GTAW bij gebruik voor dunne platen een zeer lage stroom vereist die, afhankelijk van de aard van de stroom, de boog van punt naar punt laat dwalen op het oppervlak van het smeltbad en of de punt van de elektrode. Stabiliteit van de boog kan in dergelijke gevallen worden bereikt als de stroom in pulsen wordt geleverd. De aard van de verandering in lasstroom van conventionele naar pulsmodus voor gelijkstroom en wisselstroom die wordt getoond in Fig. 9.19.

Verwarming en fusie vinden plaats tijdens de pulsstroomperioden terwijl koeling en stolling plaatsvinden tijdens de achtergrondstroomperioden. Pulserende GTAW-stroombronnen zijn voorzien van speciale apparaten om deze puls- en achtergrondstromen en hun tijdsperioden in te stellen. Nadat deze parameters zijn aangepast en ingesteld, levert de voedingsbron pulsstroom en achtergrondstroom voor de overeenkomstige tijdsperioden totdat er nieuwe aanpassingen worden gemaakt voor een ander materiaal of een taak.

Het pulseren van de lasstroom biedt een krachtige methode om de tolerantie van GTAW voor het aanpassen van variaties in het werkstuk te vergroten. Lassen met gepulseerde stroom resulteert in een reeks afzonderlijke vlekken die normaal ongeveer 50% van de vlekdiameter overlappen.

Wanneer de laskop tijdens de pulsperiode stationair blijft, hebben de spots een cirkelvormig uiterlijk en een maximale penetratie voor de ingestelde stroomparameters, zoals weergegeven in Fig. 9.20. Wanneer de laskop met een continue snelheid wordt bewogen, worden de vlekken langwerpig met iets minder penetratie.

Deze continue beweging van de laskop is een voorkeurswerkwijze voor lassen. DCEN is de stroomtoevoer die de voorkeur heeft, hoewel wisselstroom wordt gebruikt waar reinigende werking van de mobiele kathode een essentiële vereiste is, zoals bij het lassen van aluminiumlegeringen en aluminiumbrons.

Over het algemeen wordt de pulsstroom aangepast op 1-5 tot 2 keer de normale stabiele stroomsterkte die voor dezelfde taak wordt gebruikt. De achtergrondstroom wordt ingesteld op 15 tot 25% van de huidige grootte van de puls. Als de pulsstroom bijvoorbeeld is ingesteld op 200A, kan de achtergrondstroom worden ingesteld tussen 30 en 50 ampère.

De tijdsperioden voor de puls- en achtergrondstromen zijn even belangrijk, aangezien de eerste de grootte van het lasbad en de penetratiediepte bepaalt, terwijl de laatstgenoemde de stollingssnelheid van de gesmolten kraal regelt. Als het smeltbad te groot wordt, wordt de pulstijd verkort en als de penetratie te diep is, wordt de pulsstroomomvang gereduceerd.

Een rechthoekige puls is bevredigend voor de meeste doeleinden, maar indien nodig kan een puls van elke vorm worden gegenereerd om de gewenste doelen te bereiken. Fig. 9.14 toont bijvoorbeeld een samengestelde puls die een bevredigende kratervulbewerking verschaft en helpt bij het beheersen van de ontwikkeling van scheuren in lassen. Hoewel de rechthoekige pulsen kunnen worden verkregen door een eenvoudige weerstand op te nemen met een bypass-schakeling in de uitgangsschakeling van een conventionele set, is voor transistorpulsen transistorregeling van de uitgangsstroom noodzakelijk.

Vervorming of kromtrekken, met name op dunne materialen, wordt verminderd door het gebruik van gepulseerde GTAW. Het belangrijkste gebruik van puls GTAW is echter het lassen van ongelijksoortige materialen of hetzelfde materiaal van verschillende dikten. Een andere belangrijke toepassing is het leggen van wortelrun in pijplassen; dit vermindert de warmteopbouw en bijgevolg de variatie in worteldoorbraak. Buis-op-buis-plaat lassen zijn in het bijzonder geschikt voor puls GTAW omdat zij ongelijke diktes en omtreksverbindingen omvatten.

Pulsstroom GTAW wordt voornamelijk gebruikt als een automatisch proces, maar het kan ook met succes worden gebruikt in de handmatige modus. Het pulseren van de stroom vermindert echter de lassnelheid.

Variant # 2. Hot Wire GTAW:

In deze variant van het GTAW-proces wordt een extra elektrisch circuit gebruikt om de vuldraad te verwarmen voordat deze wordt toegevoerd aan het smeltbad; afgezien daarvan is de apparatuur vergelijkbaar met die voor het voeden van koude draad. De draad wordt verwarmd door elektrische weerstandsverwarming met lage spanning ac van een constante potentiële stroombron.

Wanneer het GTAW-proces met hete draad wordt gebruikt voor de laspositie onderaan, wordt de draad mechanisch toegevoerd en is een inert gasscherm aangebracht om het smeltbad en de hete draad tegen oxidatie te beschermen. Een dergelijk systeem wordt getoond in Fig. 9.21.

Normaal gesproken wordt een mengsel van 75/25 He-Ar gebruikt om de wolfraamelektrode, de lasdraad en het smeltbad af te schermen.

Warmtedraad GTAW resulteert in een aanzienlijke toename van de afzettingssnelheid, die kan afwijken van die verkregen door GMAW. De vergelijking tussen de depositiesnelheden bereikt door hete draad en koude draad GTAW-processen wordt getoond in Fig.9.22

De stroom voor het verwarmen van de vulpaald wordt geïnitieerd door een contact tussen de draad en het oppervlak van het werkstuk aan de rand van het lasbad tot stand te brengen. De hete draad wordt achter de boog gevoerd met een hoek van 40 ° -60 ° tussen de draad en de wolfraamelektrode. AC wordt gebruikt voor het draadverwarmingscircuit om boogontploffing te voorkomen.

Het gebruik van ac voor draadverwarming resulteert echter in oscillatie van de dc wolfraamboog in de lengterichting tot een mate van 30 ° wanneer de verwarmingsstroom 60% van de boogstroom is en de oscillatie 120 ° is wanneer de twee stromen gelijk zijn. Voor het besturen van de oscillatie is de beste methode om vuldraad te gebruiken met een maximale diameter van b7 mm die de verwarmingsstroom beperkt tot 60% tot die van de boogstroom.

Hete draad GTAW is met succes gebruikt voor het lassen van koolstof en laaggelegeerde staalsoorten, roestvast staal en legeringen van koper en nikkel. Het voorverwarmen van de draad is niet erg bevredigend voor materialen met een hoge geleidbaarheid zoals aluminium en koper, omdat ze zwaardere verwarmingsstromen vereisen, wat leidt tot ongelijkmatig smelten en een te grote boog daaronder. Een ander belangrijk gebruik van hete draad GTAW wordt gemaakt in oppervlaktebehandeling, in het bijzonder voor het afzetten van roestvrij staal op een stalen basis met laag koolstofgehalte.

Variant # 3. GTAW Arc Spot-lassen:

Booglassen is een belangrijke variant van het GTAW-proces. De gebruikte apparatuur is in principe hetzelfde als voor conventionele GTAW, behalve dat het regelsysteem een ​​timing-apparaat bevat en het toortsmondstuk is aangepast.

Arc puntlassen kan worden gedaan met ac of dcen. Gelijkstroom met negatieve elektrode wordt gebruikt voor alle materialen behalve aluminium waarvoor ac met continue superpositie van hoogfrequente stroom wordt gebruikt. Het toortsmondstuk wordt gebruikt om druk uit te oefenen om de te lassen onderdelen in nauw contact te houden. Het mondstuk is gemaakt van koper of roestvrij staal en is vaak watergekoeld omdat de boog volledig is ingesloten in het mondstuk.

Het ontwerp van de spuitmond bepaalt de afstand van de elektrode tot het werkstuk, wat essentieel is om een ​​goede las te bereiken. Het mondstuk is voorzien van ontluchtingspoorten om de gasstroom en ontsnapping te beïnvloeden. De binnendiameter van het mondstuk is de diameter van de wolfraamelektrode en is gewoonlijk ongeveer 12 mm. De lastoorts is ook voorzien van een triggerschakelaar die de puntlascyclus aanstuurt.

Het gebruikte beschermgas is ofwel helium of argon met een stroomsnelheid van 2-5 tot 4-5 lit / min. Het contact tussen de spuitmond en het werkoppervlak moet goed zijn om een ​​te grote gasstroom te voorkomen. Helium biedt een kleine lasnugget met een grotere penetratie, terwijl argon een grotere lasnugget produceert met minder penetratie.

De normale volgorde van werking is dat de puntlastoorts op het werkstuk wordt gedrukt waar puntlassen moet worden gemaakt. De schakelaar activeert de toorts en die start het gas en het water stroomt om het systeem te zuiveren en om de koeling te beïnvloeden. De boog wordt geïnitieerd door de HF-ontlading waarvoor de overzichtsschakeling wordt getoond in Fig. 9.23.

De boog gaat door gedurende de vooraf ingestelde tijd en de puntlas wordt bereikt. Koperen back-upplaat wordt gebruikt voor het dunlassen van dunne plaat van bijvoorbeeld 0, 5 mm dikte. Het is beter om een ​​korte tijdcyclus met een hoge stroomsterkte te gebruiken in plaats van een lage stroom en een lange tijdcyclus. Overmatige stroom kan leiden tot spatten. De booglengtecontrole is ook essentieel omdat een lange boog leidt tot oververhitting en ondersnijding, terwijl een korte boog vaak resulteert in elektrodeverontreiniging als gevolg van kortsluiting tussen de punt en het expanderende gesmolten metaal.

GTAW booglassen wordt gebruikt voor een maximale dikte van 1, 6 mm plaat. Normaal gesproken wordt geen vulmetaal gebruikt, maar indien nodig wordt het gevoed met behulp van speciale draadaanvoerunits. Aanvulling met vuldraad verbetert de configuratie van nugget en helpt bij het overwinnen van kraterkraken.

GTAW booglassen wordt veel gebruikt bij de productie van automatische onderdelen, metalen precisieonderdelen en onderdelen voor elektronische componenten en apparaten. Het is met name handig wanneer de toegang tot een heupgewricht alleen van één kant kan worden verkregen. Het proces wordt hoofdzakelijk gebruikt in de semi-automatische modus, maar het kan worden gemechaniseerd en zelfs worden bestuurd door een numeriek gestuurd (NC) systeem om een ​​hoge productiesnelheid te bereiken.

Tweelingelektrode GTAW wordt gebruikt waar een soepele brede las nodig is, zoals bij de vervaardiging van kabelmantels van de strip. Twee wolfraamelektroden worden gebruikt met afzonderlijke fase-voeding van Scott tweefasen-transformator.

Dus de boog slaat van elke elektrode afzonderlijk. De twee elektroden worden zij aan zij langs de verbinding verplaatst om een ​​brede, soepele las te verkrijgen zonder ondersnijdingen. Een dergelijke opstelling kan worden gebruikt voor het leggen van een cosmetische bewerking of voor het aanbrengen van een oppervlak.

Handmatig geprogrammeerde GTAW kan worden bereikt door het gebruik van een voetgestuurde reostaat voor het starten en afwerken van een las. Voor sommige specifieke lasnaden zijn tijdens de lascyclus extra stroomwijzigingen nodig, die worden bereikt door programmeurs onder leiding van een schakelaar.

Een vingerschakelaar op de GTAW-toorts kan worden gebruikt om een ​​specifiek programma te selecteren om een ​​gewenste las te verkrijgen. De schakelaar kan ook worden gebruikt om een ​​programma te beëindigen of te herhalen. Dit type lassen met GTAW wordt handmatig geprogrammeerde GTAW genoemd en wordt in de volksmond gebruikt voor het lassen van buis-tot-buis plaat- en grondlaslassen bij pijpwerkzaamheden.