Varianti del processo SMAW

Questo articolo mette in luce le quattro varianti principali del processo SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Le varianti sono: 1. Saldatura elettrodo a contatto 2. Saldatura elettrodo raggrinzita 3. Saldatura ad arco multiplo 4. Saldatura ad elettrodo massiccia.

Variante # 1. Toccare saldatura degli elettrodi:

La saldatura con elettrodi a contatto è relativamente una tecnica più recente che aiuta a migliorare sia la velocità di produzione che la qualità della saldatura.

Nell'elettrodo di saldatura, l'arco viene colpito nel modo usuale, ma non appena viene stabilito un arco stabile, l'elettrodo viene spinto verso il basso in modo che il rivestimento lo tocchi. L'elettrodo viene quindi spostato sul percorso previsto mentre il rivestimento rimane continuamente in contatto con il pezzo. L'elettrodo è inclinato da 10 ° a 15 ° rispetto alla verticale nella direzione della saldatura.

Il successo della saldatura dell'elettrodo di tocco si basa sul fatto che la velocità di fusione del materiale di rivestimento è inferiore a quella del filo di anima. Ciò fornisce un barile di rivestimento attorno all'arco e il materiale viene trasferito attraverso questo passaggio protetto. La lunghezza dell'arco può essere manipolata dalla pressione esercitata sull'elettrodo.

La velocità di avanzamento dell'elettrodo dovrebbe essere tale che il metallo fuso, la scoria e il rivestimento sbriciolato non bruciato siano lasciati indietro e l'elettrodo non sia cortocircuitato nel bagno di saldatura. La larghezza della saldatura può essere controllata attraverso la pressione sull'elettrodo nella direzione della saldatura; più alta la pressione, più stretto il tallone.

Gli elettrodi utilizzati per la saldatura a contatto sono solitamente dei tipi con rivestimento rutile e basici della varietà con rivestimento pesante. Il rivestimento pesante è essenziale per garantire un labbro non bruciato con cui stabilire la tecnica del "tocco".

La saldatura a elettrodi a contatto fornisce una penetrazione più profonda rispetto a quella ottenuta con il metodo convenzionale, ciò è dovuto alla concentrazione di calore all'interno della piccola area delimitata dal labbro non bruciato del rivestimento. Ciò si traduce in un più alto tasso di produzione nella misura del 50%. La saldatura a contatto è applicabile alle saldature di testa e di raccordo a un solo strato di rovescio (Fig. 7.28) nonché alle saldature di rivestimento e angolari. Il metodo può essere utilizzato per saldature a più fasi ma con efficienza ridotta.

Variante Variante dell'elettrodo # 2:

La saldatura con elettrodi a mazzetti viene utilizzata per aumentare la velocità di deposizione del metallo. Da due a sei elettrodi possono essere ammucchiati con filo sottile a tre o quattro punti lungo le loro lunghezze e saldature adesive alle estremità nude superiori dove devono essere tenuti in un supporto appositamente progettato, come in Fig. 7.29.

Sebbene la corrente sia condotta attraverso tutti gli elettrodi nel mazzo, ma l'arco è stabilito tra il lavoro e l'elettrodo più vicino. L'arco rimane su quell'elettrodo finché la lunghezza dell'arco è troppo lunga per sostenersi e nel frattempo un altro elettrodo ha viaggiato molto più vicino alla superficie del bagno di saldatura. L'arco, quindi, salta all'elettrodo con il minimo spazio tra esso e il lavoro, e il processo viene ripetuto.

Pertanto, l'arco salta da un elettrodo all'altro a intervalli regolari. Con il raggruppamento di due elettrodi, la velocità di produzione aumenta di circa il 30% rispetto alla normale tecnica SMAW utilizzando un singolo elettrodo della stessa dimensione. Ciò è dovuto al fatto che è possibile trasportare una corrente di saldatura più pesante senza surriscaldare gli elettrodi (a causa di inver- sioni di raffreddamento); il tempo di sostituzione dell'elettrodo è ridotto e può essere raggiunta un'efficienza di ingresso del calore più elevata.

Nonostante la maggiore efficienza di deposizione non è una tecnica popolare per saldature di alta qualità. Ciò è dovuto all'impossibilità di mantenere una lunghezza d'arco uniforme e un salto regolare dell'arco da un elettrodo a un altro, il che porta spesso a effetti deleteri dell'atmosfera circostante sul metallo di saldatura. Sebbene questa tecnica sia stata utilizzata nella costruzione navale per aumentare la velocità di produzione, ma non è raccomandata per la saldatura di componenti o strutture critiche.

A volte diventa difficile mantenere la larghezza della saldatura con questo metodo. Inoltre, richiede il raggruppamento di elettrodi e supporti per elettrodi speciali per tenerli.

Variante # 3. Saldatura ad arco multiplo:

Nella saldatura ad arco multiplo, l'uso di elettrodi gemelli che sono isolati l'uno dall'altro come mostrato in Fig. 7.30 e sono smorzati in un porta-elettrodo appositamente progettato che conduce la corrente a ciascuno degli elettrodi separatamente. La spaziatura 'S' tra gli elettrodi è compresa tra 5 e 6 mm.

Due fasi sono collegate ai due elettrodi e la terza fase al lavoro come mostrato in Fig. 7.31. Tre archi vengono mantenuti alla volta, due dei quali 'b' e 'c' sono stabiliti tra ciascun elettrodo e il lavoro, mentre il terzo 'a' viene stabilito tra gli elettrodi. Di conseguenza, il tasso di fusione degli elettrodi e la velocità di produzione sono quasi raddoppiati rispetto a una saldatura ad arco monofase.

Il calore dell'arco è meglio utilizzato che porta al consumo di energia per chilogrammo di metallo depositato come 2, 75 Kwh anziché 3, 5-4 Kwh con saldatura ad arco monofase. Tuttavia, il processo è piuttosto ingombrante a causa dell'aumento di peso degli elettrodi e del supporto. Questo porta ad un affaticamento accelerato dell'operatore.

Il trasformatore di saldatura trifase viene utilizzato per fornire corrente per la saldatura ad arco multiplo. L'avvolgimento primario trifase è collegato a stella oa triangolo (rispettivamente per 440 o 220 volt). Il secondario consiste di due bobine, ciascuna avvolta con strisce di rame nude su uno degli arti del core. La tensione secondaria a circuito aperto è di 68 volt. Inoltre, il secondario può essere sfruttato a 34 volt e 110 volt per applicazioni speciali.

Quando la saldatura è ferma, gli elettrodi vengono ritirati dal lavoro. Gli archi tra gli elettrodi e il lavoro sono estinti, ma l'arco tra gli elettrodi rimane. Per estinguere questo terzo arco il trasformatore di saldatura trifase incorpora un contattore magnetico che disconnette la fase due quando l'arco 'b' si spegne; questo porta all'estensione dell'arco 'a' tra gli elettrodi.

I trasformatori di saldatura trifase sono generalmente progettati per fornire una corrente massima di 400 A in SMAW manuale. I vantaggi della saldatura ad arco multiplo includono un aumento della velocità di produzione, un minore consumo energetico, un miglior fattore di potenza e un carico bilanciato sulle linee di alimentazione.

Variant # 4. Massive Electrode Welding:

Un altro modo per aumentare i tassi di produzione nella saldatura è di utilizzare elettrodi massicci con un diametro compreso tra 8 e 19 mm e una lunghezza massima di circa un metro. Questi elettrodi sono realizzati appositamente per riparare i getti e ovviamente necessitano di elevate correnti di saldatura. Questi elettrodi sono così grandi e pesanti che non è fattibile usarli nel normale modo manuale; al contrario, sono smorzati dai manipolatori per alimentarli nel lavoro. Una tale configurazione è mostrata in Fig. 7.32.

L'intervallo di dimensioni degli elettrodi massicci con la corrente richiesta, la dimensione approssimativa del pool di saldatura sviluppata e la velocità di deposizione raggiunta sono elencati nella tabella 7.3.