ООО «САММИТ» авторизованный представитель компании KEMPPI OY в Украине Обратный звонок
Статьи
  • Главная
  • Производительность и качество MAG-сварки конструкционной стали

Производительность и качество MAG-сварки конструкционной стали

Требования к функциональным характеристикам сварочного оборудования постоянно повышаются из-за высоких критериев свойств материалов основы. Отвечая на современные вызовы компания Kemppi оптимизировала контроль дуги в качестве практического решения для сварки стали марок с повышенной прочностью.

WiseSteel — это сварочный процесс MAG, разработанный Kemppi в целях сварки конструкционных сталей. Он может снизить риск наличия дефектов сварки при ее высокой скорости. WiseSteel также позволяет использовать низкое тепловложение, требуемое для стали марок с повышенной прочностью.

Тепловложение имеет значение

В составе конструкционной стали используются марки углеродистой стали, которая применяется в основном для производства несущих нагрузку конструкций. В число типовых видов применения входят несущие нагрузку конструкции зданий и мостов, а также рамы различных транспортных средств. В частности, в автомобилестроении довольно долгое время наблюдается тенденция к облегчению конструкций и повышению энергоэффективности. Развитие в этом направлении вынуждает производителей использовать более тонкую и одновременно более прочную сталь. Сейчас на рынке предлагается широкий выбор конструкционной стали с различными классами прочности.

При сварке стали марок с повышенной прочностью ключевым аспектом для сохранения механических свойств как в пределах шва, так и в зоне термического влияния становится тепловложение. Если тепловложение слишком высокое, сталь в зоне термического влияния становится мягче, что, в свою очередь, сокращает ее статическую прочность.

Например, линейка продуктов SSAB Strenx® включает марки конструкционной стали с показателем прочности от 700 до 1300 МПа. На рис. 1 показано максимально допустимое тепловложение для листовой стали различной толщины в линейке продуктов SSAB Strenx® для ситуаций, в которых не используется предварительный нагрев перед сваркой. На рисунке представлено, что тепловложение не должно превышать 0,5 кДж/мм для самых прочных марок и самых тонких листов.

Рисунок 1. Максимальное допустимое тепловложение для конструкционной стали SSAB Strenx® различных марок прочности и значений толщины листа для ситуаций, в которых не используется предварительный нагрев перед сваркой.

Решение — в области контроля дуги

Современные характеристики конструкционной стали предъявляют высокие требования к сварочному оборудованию. Обладая более чем 70-летним опытом в разработке технологий дуговой сварки, компания Kemppi создала практические решения, включающие в себя контроль дуги. Токи современных сварочных инверторов с цифровым управлением можно контролировать очень точно и быстро на различных этапах сварочного процесса.

WiseSteel — это сварочный процесс MAG, разработанный Kemppi для сварки конструкционных сталей. Этот процесс можно использовать для сварки с использованием проволоки из сплошной мягкой стали и проволоки с металлическим наполнителем различных марок, используя защитный газ Ar + 8–18 % CO2.

Сварочная лаборатория Kemppi начала разрабатывать сварочный процесс WiseSteel стремясь усовершенствовать все типы дуги для традиционной MAG-сварки. Это также позволило повысить качество и производительность сварки конструкционной стали с различной толщиной листа. WiseSteel может снизить риск наличия дефектов сварки при ее высокой скорости. Он также позволяет использовать низкое тепловложение, требуемое для стали марок с повышенной прочностью.

При использовании короткой дуги процесс WiseSteel замеряет частоту коротких замыканий и адаптивно регулирует напряжение. Например, если частота коротких замыканий начинает снижаться, напряжение адаптивным образом понижается, и это вызывает повышение частоты.

Сварщики используют свои органы зрения и слуха для определения частоты коротких замыканий при сварке с короткой дугой. Если для короткой дуги задано верное напряжение, частота коротких замыканий достаточно высокая и сварщик видит хорошо сфокусированную дугу и слышит равномерный гул без прерываний. Короткая дуга в процессе WiseSteel может использоваться для тонких листов толщиной 1–3 мм, а также для более толстых листов при сварке корневого прохода и позиционной сварки.

Рисунок 2. Процесс WiseSteel замеряет частоту коротких замыканий и адаптивно регулирует напряжение.

Полукруглая дуга относится к типу разбрызгивающих дуг в MAG-сварке, обычно ее следует избегать. В процессе WiseSteel скорость подачи проволоки регулируется с частотой около 2 Гц в диапазоне значений от короткой дуги до струйного переноса материала. Такой подход обеспечивает поддержание средней мощности в диапазоне полукруглой дуги, а сварка производится в течение кратковременных интервалов короткой дуги и струйного переноса материала. Диапазон полукруглой дуги в процессе WiseSteel составляет около 200 А на обеих сторонах, и он подходит для листов толщиной 4–5 мм.

Рисунок 3. При использовании полукруглой дуги процесс WiseSteel регулирует скорость подачи проволоки (WFS).

Рисунок 4. В диапазоне полукруглой дуги процесса WiseSteel производится чередование переноса по короткой дуге и струйного переноса. Это приводит к образованию чешуйчатой поверхности сварного шва.

В диапазоне струйного переноса материала сварочный ток пульсирует с частотой приблизительно 200–300 Гц, что улучшает направленность дуги и стабильность даже при низком ее напряжении. При стремлении к высокой скорости сварки и низкому тепловложению хорошая сфокусированность и низкое напряжение дуги (= небольшая длина дуги) играют важнейшую роль. Диапазон сварки со струйным переносом материала в процессе WiseSteel начинается примерно с 250 А. Он подходит для сварки в нижнем и горизонтально-вертикальном положении стальных листов толщиной 5 мм и более.

Рисунок 5. Микропульсация для диапазона сварки со струйным переносом материала в процессе WiseSteel. Острые пики тока и напряжения соответствуют коротким замыканиям, вызываемым небольшой длинной дуги.

Повышение скорости сварки с низким тепловложением.

Сварочная лаборатория Kemppi провела различные испытания с использованием процесса WiseSteel. Далее, на примерах, более подробно показаны два случая сварки угловых стыков. В испытаниях использовалась конструкционная сталь S355, сплошная сварочная проволока 1,2 мм G3Si1 (ER70S-6) и защитный газ Ar+18 % CO2. Для листа толщиной 6 мм была поставлена задача достичь эффективной толщины шва 4 мм с хорошим качеством и производительностью. Для немного более тонкого материала толщиной 5 мм нужно было достичь эффективной толщины шва 3 мм с максимально возможной скоростью сварки.

На рис. 6 показан горизонтально-вертикальный шов с толщиной листа 6 мм. Использовались следующие параметры сварки:

  • Скорость подачи проволоки: 11 м/мин
  • Сварочный ток: 330 А
  • Напряжение дуги: 28.8 В
  • Скорость сварки: 600 мм/мин
  • Тепловложение: 0,76 кДж/мм
  • Эффективная толщина сварного шва: 4.36 мм

Рисунок 6. Горизонтально-вертикальный шов с использованием значений процесса WiseSteel и дуги со струйным переносом материала, толщиной листа 6 мм.

На рис. 7 показаны испытательные швы для сравнения различных процессов MAG-сварки, нанесенные на лист толщиной 5 мм. Здесь стояла задача достичь эффективной толщины шва 3 мм с использованием процесса WiseSteel и максимально возможной скоростью сварки, без дефектов. При сварке с высокой скоростью дуга должна быть хорошо сфокусирована. На практике это означает использование короткой дуги и, соответственно, низкого ее напряжения. Поэтому в сравнительных испытаниях во всех процессах используется одно и то же напряжение дуги. Использованные сварочные параметры:

  • Скорость подачи проволоки: 12 м/мин
  • Сварочный ток: 370 А
  • Напряжение дуги: 28.7 В
  • Скорость сварки: 1100 мм/мин
  • Тепловложение: 0,46 кДж/мм

 

При сварке с высокой скоростью возрастает риск подреза, что заметно в точках A и B на рис. 7. Еще одной типичной ошибкой при сварке с высокой скоростью и низким тепловложением является чрезмерная выпуклость. По выпуклости все швы на рис. 7 отвечают требованиям EN ISO 5817 Класс B. Однако различия можно заметить при рассмотрении эффективной толщины шва:

  • A) Синергетический струйный перенос MAG: толщина сварного шва 2,99 мм
  • B) Импульсная сварка MAG: толщина сварного шва 3,07 мм
  • C) WiseSteel: толщина сварного шва 3,23 мм

Рисунок 7. A) Синергическая MAG B) Импульсная MAG C) WiseSteel

Это означает, что толстая верхняя часть шва сокращает эффективную толщину шва, даже если производительность наплавки одинаковая.

Современное сварочное оборудование облегчает контроль качества

WiseSteel доступна на промышленных сварочных системах Kemppi: X5 FastMig и X8 MIG Welder  (они также облегчают расчет тепловложения). Оборудование измеряет напряжение дуги непосредственно на контактном наконечнике во избежание потерь напряжения, а также может определить скорость сварки, когда сварщик вводит длину шва после завершения сварки. Эта функция облегчает заполнение отчетов об испытаниях сварочных процедур, поскольку необходимая информация о сварочных параметрах, скорости сварки и тепловложении видна на дисплее панели управления сварочного аппарата после завершения процесса.

По материалам журнала Teräsrakenne

Популярное сварочное оборудование

Самые популярные модели сварочных аппаратов и роботов для выполнения различных задач.

Сотни клиентов выбрали продукцию KEMPPI OY
Хотите стать нашим клиентом?
Оставьте заявку и наш менеджер свяжется с вами для подбора сварочного оборудования!

Почему клиенты выбирают нас?

За время работы нашей компании мы получили сотни довольных клиентов. Оказываем услуги по демонстрации оборудования, сервисное обслуживание, а также гарантийное и послегарантийное обслуживание полного спектра сварочного оборудования Kemppi OY. Мы являемся вашим надежным партером в поставке надежного сварочного оборудования и осуществляем доставку по всей Украине.

<p>Прямые поставки сварочного оборудования Kemppi OY</p>

Прямые поставки

Прямые поставки сварочного оборудования Kemppi OY

<p>Широкий ассортимент оборудования для сварки</p>

Широкий ассортимент

Широкий ассортимент оборудования для сварки

<p>Гибкая система скидок для постоянных клиентов</p>

Гибкая система скидок

Гибкая система скидок для постоянных клиентов

<p>Доставка сварочного оборудования по Украине</p>

Доставка по Украине

Доставка сварочного оборудования по Украине

Закрыть
ООО «САММИТ»
Авторизованный представитель компании KEMPPI OY в Украине
Обратный звонок
Мы свяжемся с Вами в течение рабочего дня!
Ваше имя:
Ваш телефон:
Ваши данные в сохранности и будут использованы только для оперативной связи с Вами!
×
Получить консультацию
Мы свяжемся с Вами в течение рабочего дня!
Ваше имя:
Ваш телефон:
Ваш E-Mail
Ваше сообщение:
Ваши данные в сохранности и будут использованы только для оперативной связи с Вами!
×
Оформить заявку
Мы свяжемся с Вами в течение рабочего дня!
Ваше имя:
Ваш E-Mail:
Ваш телефон:
Ваши данные в сохранности и будут использованы только для оперативной связи с Вами!
×