جوش قوس شار (FCAW) یک فرآیند جوشکاری همه کاره و به طور گسترده ای است که عناصر جوش قوس فلزی محافظ (SMAW) و جوش قوس فلزی گاز (GMAW) را ترکیب می کند. این امر به دلیل میزان رسوب بالای آن ، سازگاری با شرایط در فضای باز و توانایی جوش دادن مواد ضخیم به طور مؤثر ارزش دارد. بر خلاف جوشکاری سنتی MIG ، که به گاز محافظ خارجی متکی است ، FCAW از یک سیم توخالی پر از مواد Flux-A استفاده می کند که استخر جوش را از آلودگی محافظت می کند و مهره جوش را شکل می دهد. این طراحی منحصر به فرد ، آن را به یک انتخاب محبوب در ساخت و ساز ، ساخت و کار تعمیر تبدیل می کند.
چگونه جوشکاری قوس Flux-Core کار می کند
در هسته خود ، FCAW با ایجاد یک قوس الکتریکی بین یک سیم با شار به طور مداوم تغذیه شده و فلز پایه کار می کند. قوس هر دو سیم (که به عنوان فلز پرکننده و حامل شار عمل می کند) و سطح فلز پایه ذوب می شود و استخر جوش مذاب را تشکیل می دهد. با ذوب شدن سیم ، شار داخل آن در استخر آزاد می شود ، جایی که سه عملکرد مهم را انجام می دهد:
محافظ: شار آن را تبخیر می کند و یک ابر گاز را در اطراف استخر جوش تشکیل می دهد و آن را از گازهای جوی مانند اکسیژن و نیتروژن محافظت می کند. این گازها در غیر این صورت باعث تخلخل ، ترک یا شستشو در جوش می شوند.
deoxidation: شار حاوی عناصری مانند سیلیکون و منگنز است که با ناخالصی ها (مانند اکسیدها) در فلز مذاب واکنش نشان می دهند ، آنها را از بین می برد و جوش را تصفیه می کند.
شکل گیری سرباره: بخشی از شار هنگام خنک شدن به یک لایه سرباره محافظ بر روی جوش محکم می شود. این سرباره خنک کننده را برای جلوگیری از ترک خوردگی ، تله آلودگی ها و شکل دادن به مهره جوش را به یک مشخصات صاف و یکنواخت تبدیل می کند. پس از جوشکاری ، سرباره برای فاش کردن جوش تمام شده از بین می رود.
این فرآیند از نظر تغذیه سیم با شبیه به جوشکاری MIG خودکار است اما شار نیاز به گاز محافظ خارجی ، ساده سازی تجهیزات و گسترش استفاده از آن در محیط های بادی یا در فضای باز را از بین می برد (یا کاهش می دهد).
انواع جوش قوس شار
FCAW بر اساس اینکه آیا از گاز محافظ اضافی استفاده می شود ، به دو دسته اصلی تقسیم می شود. هر نوع مزایا و برنامه های مشخصی دارد:
جوش قوس شار خود به خودکشی (FCAW-S)
FCAW خودکشی از یک سیم با شار استفاده می کند که برای تولید گاز محافظ کافی به تنهایی ، بدون نیاز به مخازن گاز خارجی ، طراحی شده است. شار در سیم حاوی مواد (مانند کربنات کلسیم) است که هنگام گرم شدن حجم زیادی از دی اکسید کربن و آرگون را آزاد می کند و فضای محافظتی را در اطراف استخر جوش ایجاد می کند.
این نوع برای:
کار در فضای باز یا از راه دور (به عنوان مثال ، جوشکاری خط لوله ، اماکن ساختمانی) که در آن باد می تواند گاز محافظ را پراکنده کند.
برنامه های قابل حمل ، زیرا نیاز به حمل و نقل سیلندرهای گاز سنگین را از بین می برد.
مواد ضخیم (1/4 اینچ و بالاتر) ، مانند تیرهای فولادی ساختاری یا قطعات ماشین آلات سنگین.
سیمهای خودکشی با تعیین هایی مانند E71T-8 (فولاد خفیف) یا E81T1-NI1 (فولاد با مقاومت بالا با نیکل برای چقرمگی) مشخص شده اند. آنها دود و پراکنده بیشتری نسبت به FCAW محافظت شده با گاز تولید می کنند اما در شرایط سخت راحتی بی نظیر را ارائه می دهند.
جوشکاری قوس شار-هسته گاز محافظت شده (FCAW-G)
FCAW محافظت شده با گاز ، یک سیم با شار را با یک گاز محافظ خارجی ترکیب می کند (به طور معمول ترکیبی از دی اکسید کربن و آرگون). شار در سیم هنوز هم اکسیداسیون و تشکیل سرباره را فراهم می کند ، در حالی که گاز خارجی محافظ برای جوش های تمیزتر و با کیفیت بالاتر را تقویت می کند.
این نوع برای:
مغازه های ساختگی داخلی که در آن محافظ بنزین توسط باد مختل نمی شود.
برنامه های کاربردی که به جوش های دقیق و کم فشار (به عنوان مثال ، اجزای خودرو ، فلزات تزئینی) نیاز دارند.
آلیاژهای جوشکاری مانند فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم ، جایی که خلوص بسیار مهم است.
سیمهای محافظت شده با گاز (به عنوان مثال ، E71T-11 برای فولاد خفیف) جوش های صاف تری با سرباره کمتری نسبت به انواع خودکشی تولید می کنند. آنها اغلب در هنگام ظاهر و کیفیت جوش از اولویت استفاده می شوند.
مزایای جوش قوس شار
FCAW چندین مزیت کلیدی ارائه می دهد که آن را در بسیاری از صنایع اصلی می کند:
میزان رسوب بالا: خوراک سیم مداوم و انتقال حرارت کارآمد به FCAW اجازه می دهد تا فلز جوش بیشتری را در هر دقیقه نسبت به SMAW (جوشکاری چوب) سپرده کند. این امر باعث می شود پروژه های بزرگ مانند جوشکاری فریم کامیون یا قطعات پل سریعتر شود.
نفوذ عمیق: FCAW یک قوس قوی تولید می کند که عمیقاً به داخل فلز پایه نفوذ می کند و آن را برای مواد ضخیم مناسب و اطمینان از همجوشی کامل در اتصالات می کند.
تطبیق پذیری در موقعیت ها: در تمام موقعیت های جوشکاری (مسطح ، عمودی ، افقی ، سربار) به خوبی کار می کند ، هرچند که تکنیک ها برای مثال متفاوت است ، یک زاویه سفر فشار به کنترل استخر جوش در جوشکاری عمودی کمک می کند.
کاهش قبل از تمیز کردن: خصوصیات deoxidizing این شار باعث می شود FCAW بیشتر از آلودگی های سطح جزئی (مانند زنگ زدگی سبک یا مقیاس آسیاب) را نسبت به جوشکاری MIG فقط بنزین ، بخشش کند و باعث کاهش زمان آماده سازی شود.
راندمان هزینه: در حالی که سیم با شار از سیم MIG جامد گران تر است ، این روند نیاز به نیروی کار کمتری دارد (به دلیل سرعت) و به شکل خود به خود ، هزینه های گاز را از بین می برد.
محدودیت های جوش قوس شار
با وجود مزایای آن ، FCAW محدودیت هایی در نظر دارد:
برداشتن سرباره: لایه سرباره پس از جوشکاری نیاز به تراشه یا سنگ زنی دارد و یک مرحله در جوشکاری MIG فقط گاز لازم نیست. این می تواند برای جوش های کوچک و پیچیده وقت گیر باشد.
دود و دود: شار سیگار بیشتری نسبت به جوشکاری MIG ایجاد می کند و برای محافظت از جوشکارها از ذرات مضر ، نیاز به تهویه مناسب (به عنوان مثال ، استخراج کننده های دود) دارد.
پاتر: FCAW خودکشی قطرات قابل توجهی از فلز پراکنده را ایجاد می کند که به پاکسازی پس از جوشکاری فلزی پایه می چسبند.
دقت محدود برای مواد نازک: ورودی گرمای زیاد FCAW باعث می شود که برای فلزات بسیار نازک (زیر 16 سنج) مناسب تر باشد ، زیرا ممکن است باعث سوختگی شود.
تجهیزات برای جوش قوس شار
تجهیزات FCAW شبیه به تنظیمات جوشکاری MIG است اما برای سیم با شار تنظیم شده است:
منبع تغذیه: یک دستگاه جوشکاری ولتاژ ثابت (CV) جریان و ولتاژ پایدار را فراهم می کند ، برای حفظ یک قوس ثابت با خوراک سیم مداوم بسیار مهم است.
فیدر سیم: یک واحد موتوری سیم را از طریق مجرا به اسلحه جوشکاری با سرعت قابل تنظیم (اندازه گیری شده در اینچ در دقیقه) از سیم شار استفاده می کند.
جوشکاری اسلحه: برای کنترل سیم با شار ، با محرک شروع/متوقف کردن قوس و سیم. اسلحه برای FCAW خودکشی ساده تر است ، در حالی که نسخه های محافظ گاز شامل یک نازل گاز هستند.
سیم با شار: در قطرهای مختلف (0.035 اینچ تا 5/64 اینچ) و ترکیبات برای مطابقت با فلزات پایه (فولاد خفیف ، استیل ضد زنگ و غیره) موجود است.
محافظت از سیلندر گاز (برای FCAW-G): از طریق تنظیم کننده و شیلنگ به فیدر سیم متصل می شود و گاز را به نازل اسلحه تحویل می دهد.
کاربردهای رایج جوش قوس شار
FCAW برای سرعت ، قدرت و سازگاری در صنایع استفاده می شود:
ساخت فولاد سازه: جوش I ، ستون ها ، ستون ها و خرپا برای ساختمانها ، پل ها و استادیوم ها اغلب با FCAW خود برای کارهای در فضای باز.
تعمیر تجهیزات سنگین: رفع تیغه های بولدوزر ، قاب های تراکتور و بازوهای بیل مکانیکی ، که در آن فولاد ضخیم و قابلیت حمل مهم است.
جوشکاری خط لوله: پیوستن به بخش های خطوط لوله نفت ، گاز یا آب در مکان های از راه دور ، با استفاده از سیم خودکشی برای مقاومت در برابر باد و آب و هوا.
ساخت خودرو و کامیون: ساخت تختخواب کامیون ، قاب های تریلر و اجزای شاسی با FCAW محافظ گاز برای جوش های تمیز و قوی.
کشتی سازی: جوش های جوش و اجزای ساختاری قایق ها و کشتی ها ، جایی که نرخ رسوب بالای FCAW حجم زیادی از کار را به طور کارآمد کنترل می کند.
نکاتی برای جوشکاری موفقیت آمیز قوس هسته
برای دستیابی به نتایج با کیفیت با FCAW ، این بهترین شیوه ها را در خاطر داشته باشید:
سیم سمت راست را انتخاب کنید: سیم را با فلز پایه مطابقت دهید (به عنوان مثال ، از سیم از جنس استنلس استیل برای فولاد ضد زنگ استفاده کنید) و کاربرد (خود برای بیرون از منزل ، برای دقت حامل بنزین).
سرعت و ولتاژ خوراک سیم را تنظیم کنید: این پارامترها طول و نفوذ قوس را کنترل می کنند. سرعت خوراک بسیار زیاد ممکن است باعث ایجاد قوس "وزوز" و پراکنده بیش از حد شود. خیلی کم ممکن است منجر به همجوشی ناقص شود.
حفظ سرعت سفر مداوم: یک سرعت ثابت اندازه و نفوذ یکنواخت مهره را تضمین می کند. سرعت آهسته می تواند باعث سوختگی در فلز نازک شود ، در حالی که سرعت سریع ممکن است شکاف ها را به همراه داشته باشد.
زاویه کنترل اسلحه: یک زاویه فشار 10-15 درجه (اسلحه کج شده به جلو) برای اکثر برنامه ها کار می کند ، قوس را به داخل استخر جوش هدایت می کند و باعث کاهش پراکنده می شود.
سرباره را به سرعت تمیز کنید: سرباره را بردارید در حالی که جوش هنوز گرم است (اما به اندازه کافی خنک است) برای جلوگیری از خرد کردن قطعات خود جوش.
پایان
جوش قوس شار (FCAW) یک فرآیند قدرتمند و انعطاف پذیر است که سرعت ، قدرت و راحتی را متعادل می کند. با استفاده از یک سیم پر از شار برای محافظت و تصفیه جوش ، نیاز به گاز خارجی را از بین می برد (یا کاهش می دهد) و آن را برای ساخت داخلی و ساخت و ساز در فضای باز ایده آل می کند. این که آیا پیوستن به پرتوهای ضخیم فولادی در یک مزرعه یا تولید جوش های دقیق در یک مغازه ، FCAW نتایج مداوم را در طیف گسترده ای از برنامه ها ارائه می دهد.
توانایی آن در رسیدگی به شرایط سخت ، جوشکاری مواد ضخیم و حفظ بهره وری بالا ، جایگاه خود را به عنوان یک روش رفتن در صنعت جوشکاری تقویت کرده است. برای جوشکارها ، تسلط بر FCAW درهای مختلفی را در ساخت ، ساخت و تعمیر باز می کند-در جایی که مزایای منحصر به فرد آن بسیار ارزشمند است.
