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集成冷絲埋弧焊
鎖定
- 中文名
- 集成冷絲埋弧焊
- 外文名
- IntegratedCold Electrode
- 別 名
- ICE™
- 作 用
- 提高生產效率
集成冷絲埋弧焊結構特點
ICE™集成冷絲技術
集成冷絲埋弧焊(ICE™)(2張)
冷絲送絲速度由PEK控制和調節,並按照熱絲送絲速度的百分比來設定。當設定焊接參數時,只有一個額外的參數需設置,即冷絲送絲速度百分比。比如,當設置冷絲送絲速度百分比為100%時,熔敷效率相比雙絲增加50%.同理當設置冷絲送絲速度百分比為50%時,熔敷效率相比雙絲增加25%
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ICE™的焊接穩定性
集成冷絲埋弧焊不是什麼新技術,它的使用已經約有 20年左右的歷史了。常見的解決方案是冷絲從一側以一定的角度插入。這些解決方案的缺點是焊接過程不夠穩定。當幹伸長長度或者電弧長度變化時,冷絲的熔化點就會變化。這使得這些解決方案對於焊接過程中的變化太敏感。
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在ICE™中,冷卻電極由兩根平行獨立的熱絲送入,冷絲被兩根熱絲產生的熱量熔化,熱絲分別在冷絲兩側。把冷絲放在中間,兩側兩根平行的熱絲使焊接過程穩定,確保冷絲穩定熔化,熔池表面平順,使焊接過程更穩定。將冷絲放置於兩根熱絲中間,使冷絲熔化點與兩電弧匹配,使得ICE™對幹伸長長度和電弧長度的變化不敏感。
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ICE™和熱輸入量
當設定焊接參數時,必須控制焊接熱輸入量。焊接熱輸入量不能過大以免母材的機械性能惡化。對於高效率高熔敷率埋弧焊來説,熱輸入量總是一個瓶頸。ICE™為何能降低熱輸入量呢?冷絲的加入並不影響熱輸入量。焊接熱輸入量的計算公式如下:
在雙絲焊接過程中會產生大量的熱量。ICE™使用這些熱量來熔化冷絲。被母材吸收的熱量不會因為冷絲的添加而改變。大量的研究和實驗證明冷絲的添加不改變焊接熱輸入量,不改變T8/5冷卻時間,不改變焊接接頭的機械性能。
ICE™的焊縫截面形狀
ICE™為何能得到更平滑的蓋面呢?因為當調節冷絲送絲速度時,焊縫的熔深和寬度沒有改變,但焊縫的餘高變高了,焊縫的喇叭角變大了。
當焊接速度小於1000mm/min,並且冷絲送絲速度小於100%時,上述結論是成立的。但當焊接速度更高時,或冷絲送絲速度更快時,焊縫的熔深和截面形狀要根據具體情況進行更深入的分析。
當然焊縫的截面形狀也受焊劑的影響。
焊材和母材的融合
研究表明,不管是否使用冷絲,焊材與母材的熔合以及焊接金屬中合金分佈不發生變化。這證明了ICE™與任何埋弧焊接過程相似,但焊接效率更高。
熱影響區
焊槍角度
ICE™在垂直方向上焊接性能最佳。垂直位置可以使兩根熱絲的弧長相等,從而保證冷絲熔化的穩定性。ICE™可以採用不同的焊槍角度,但在高速焊接狀態時,建議調整角度不要超過5度。
前置單絲+ICE™複合焊時,最好將ICE™設置為0度,前置單絲前傾11度,焊絲端頭相距10mm距離,這意味着前置焊槍必須較長。
前置單絲+ICE™複合焊
前置單絲+ICE™複合焊的焊縫截面形狀和前置單絲+單弧雙絲複合焊的焊縫截面形狀不同。前置單絲+ICE™複合焊能產生更深的熔深,主要是由於ICE™有穩定電弧的效果。焊縫喇叭角也會增加,從而得到更好的焊縫截面形狀。焊縫喇叭角增加意味着下圖圓圈內區域的機械性能將得到改善。
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集成冷絲埋弧焊優點
ICE™有7個最突出的優點:
· 增加熔敷率
· 增加焊接速度
· 降低熱輸入和變形
· 減少焊劑消耗
· 高熔敷根部焊道
· 平滑蓋面
增加熔敷率
增加焊接速度
降低熱輸入量和變形
在同樣的熔敷率或者同樣的焊接速度的前提下,ICE™可以降低熱輸入量。降低熱輸入量可以減少焊接變形。對於容易變形的薄板和對熱輸入量敏感的材料,這是一個非常重要的優點。ICE™特別適合船廠的板拼接生產線以降低焊接變形。
減少焊劑消耗
ICE™可以大幅度減少焊道數,從而大幅度減少焊劑消耗。和前置單絲+單弧雙絲複合焊相比大約可節約20%的焊劑,和單絲埋弧焊相比大約可以節約45%的焊劑。
高效率打底
高效率的焊接打底焊道不容易實現。最常見的問題是焊縫深寬比超過1後導致的熱裂紋。
使用前置單絲+ICE™複合焊可以實現高效率打底。一般前絲使用4mm焊絲直流反接,ICE™焊槍使用交流進行焊接。
現在最常見的做法是使用單絲埋弧焊進行打底焊接。使用前置單絲+ICE™複合焊進行高效率打底,熔敷率可以從6kg/h增加到大約20-30kg/h. 下圖使用前置單絲+ICE™複合焊打底,焊渣自動脱落,熔敷率為21.6kg/h。
平滑蓋面
平滑的蓋面焊道有很多好處,它可以降低焊絲焊劑消耗,改善應力集中,提高疲勞壽命等等。使用ICE™比傳統埋弧焊更容易實現平滑蓋面。因為可以只調節冷絲送絲速度來調節餘高,它不會改變熱輸入量,熔深以及機械性能。在多層多道焊時,有時候焊道比母材僅低一點點,傳統埋弧焊將不得不再焊一層蓋面焊道,但這層蓋面由於過高所以需要被打磨掉來滿足焊道餘高的要求。使用ICE™可以通過只調節冷絲送絲速度來得到平滑的蓋面焊道。
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節能
集成冷絲埋弧焊應用領域
通過使用集成冷絲技術獲得的多種益處可廣泛應用在多個行業中。包括一些重要的行業如海上和離岸風塔製造、其他海工產品部件、管道焊接、普通重工業製造和造船。作為埋弧焊技術產生以來最酷的創新技術,集成冷絲技術將更多的熱量應用於工作,生產效率更高。
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- 參考資料
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- 1. 伊薩關注客户行業 精彩亮相埃森盛會 .焊切網[引用日期2013-12-13]
- 2. ICE™ - 超越信仰!埋弧焊技術中最酷的創新工藝 .伊薩焊接與切割官方網站[引用日期2013-12-13]
- 3. ESAB——客户行業關注 .中華焊接動力網 [引用日期2013-12-13]
- 4. ESAB——客户行業關注 .中華焊接動力網[引用日期2013-12-16]
- 5. 伊薩亮相2013年德國埃森焊接與切割展覽會 .中國焊接網[引用日期2013-12-16]
- 6. 伊薩海工行業客户研討會在伊薩中國工藝中心成功舉辦 .伊薩焊接與切割官方網站[引用日期2013-12-16]