Unterpulverschweißen (UP-Schweißen/SAW): Verfahren, Ausrüstung und Hauptvorteile

Was ist Unterpulverschweißen (SAW)?

Unterpulverschweißen ist ein weiteres Lichtbogenschweißverfahren, das eine kontinuierlich geförderte, verbrauchbare röhrenförmige Elektrode verwendet. Es kann im automatischen oder mechanisierten Modus betrieben werden. Es kann auch im halbautomatischen Modus (handgeführte SAW-Brenner) mit Druck- oder Schwerkraft-Flussmittelzufuhr betrieben werden. Dieses Verfahren ist nicht für Flach- oder Horizontalfugen-Schweißpositionen geeignet, obwohl die horizontale Position mit speziellen Anordnungen zur Unterstützung des Flussmittels durchgeführt werden kann.

Bei diesem Schweißverfahren sind der Lichtbogenbereich und das Schmelzbad durch eine Decke aus granularem Flussmittel, bestehend aus Kalk, Silizium, Manganoxid, Calciumfluorid und einigen anderen Verbindungen, vor atmosphärischer Verunreinigung geschützt. Das geschmolzene Flussmittel wird leitfähig und erzeugt Strom zwischen den Elektroden und dem Grundwerkstoff. Die dicke Flussmittelschicht bedeckt das Metall vollständig, verhindert Funken und Spritzer und schirmt die intensive ultraviolette Strahlung und Dämpfe ab, die Teil des Schweißprozesses sind.

SAW wurde 1935 erstmals patentiert und deckte einen elektrischen Lichtbogen unter einem Bett aus granuliertem Flussmittel ab. Ursprünglich wurde es von Jones, Kennedy und Rothermund entwickelt.

Diagramm des Unterpulverschweißens:

Diagramm würde hier eingefügt werden

Anwendungen

Nachfolgend sind die Anwendungen des SAW aufgeführt:

Das SAW-Verfahren eignet sich zum Schweißen von Kohlenstoffstählen (Konstruktions- und Behälterbau). Es wird auch an niedriglegierten Stählen, rostfreien Stählen, nickelbasierten Legierungen und für Auftragschweißanwendungen eingesetzt.

Unterpulverschweißen kann zum Schweißen von Druckbehältern wie Kesseln verwendet werden.

Viele Konstruktionsprofile, Rohre, Erdbewegungsmaschinen, Schiffbau, Eisenbahnbau und Lokomotiven.

Schließlich kann Unterpulverschweißen zur Reparatur von Maschinenteilen eingesetzt werden.

Das Verfahren hat einige besondere Merkmale, die es von anderen Lichtbogenschweißverfahren unterscheiden, darunter:

• Schweißkopf: Dieser fördert das Flussmittel und das Zusatzmaterial in die Schweißfuge
• Flussmittelbehälter (Flux Hopper): Dieser speichert das Flussmittel und steuert die Flussmittelabgabe in die Schweißfuge
• Flussmittel: Das granulare Flussmittel schützt die Schweißnaht vor atmosphärischer Verunreinigung. Es reinigt auch das Schweißmetall und verändert seine chemische Zusammensetzung. Zwar bieten auch andere Lichtbogenschweißverfahren wie MIG, SMAW dies
• Elektrode: Das Zusatzmaterial ist ein Standarddraht sowie andere spezielle Formen. Die Dicke dieser Drähte beträgt normalerweise 1,6 mm bis 6 mm

Maschinenteile des SAW

Das Unterpulverschweißen besteht aus Hauptteilen oder Ausrüstung wie Schweißkopf, Flussmittelbehälter, Flussmittel, Elektrodendrahtvorschubeinheit, Elektrode und Flussmittelrückgewinnungseinheit. Der Schweißkopf kann zum Zuführen von Zusatz- und Flussmittel in die Fuge zum Schweißen verwendet werden. Weitere gängige Maschinenteile umfassen:

1. Verbrauchbare Elektrode
2. Stromquellen
3. Granulares Flussmittel
4. Grundwerkstoff
5. Elektrodenhalter

Unterpulverschweißmaschine:

Bild der Maschine würde hier eingefügt werden

Funktionsweise des SAW

Genau wie andere Lichtbogenschweißverfahren überträgt SAW den Strom von einer AC- oder DC-Schweißmaschine zur Elektrode. Es lagert das Flussmittel separat in die Schweißzone ab, bevor das Verbinden stattfindet. Dieses Flussmittel ist ein Nichtleiter von Elektrizität im kalten Zustand, wird aber zu einem guten Leiter, wenn es mit der Lichtbogenhitze geschmolzen ist. Es ermöglicht auch den Stromfluss zwischen der Elektrode und dem Werkstück. Das der Atmosphäre sichtbare Flussmittel bleibt granulär (unverändert), wodurch es wiederverwendet werden kann. Das untere geschmolzene Flussmittel wird zu Schlacke, was es zu einem Abfallmaterial macht, das nach dem Schweißen entfernt werden muss.

Mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit wird die Elektrode kontinuierlich in die Fuge gefördert. Beim halbautomatischen Schweißen wird manuell entlang der Naht geschweißt. Im automatischen Modus bewegt ein separater Antrieb entweder den Schweißkopf über das stationäre Werkstück oder das Werkstück dreht sich unter dem stationären Schweißkopf.

Sehen Sie sich das Video unten an, um die Funktionsweise des SAW zu erlernen:

Video würde hier eingebettet werden

Vor- und Nachteile des Unterpulverschweißens

Vorteile:

Nachfolgend sind die Vorteile des SAW aufgeführt:

• Hohe Abschmelzleistung
• Der Prozess ist automatisiert
• Weniger Rauchentwicklung
• Kantenbearbeitung ist nicht erforderlich
• Es kann in Innenräumen und/oder im Freien durchgeführt werden
• Keine Chance für Oxidfunken, da es unter einer Flussmitteldecke untergetaucht ist

Nachteile

Trotz der guten Vorteile des SAW treten immer noch einige Einschränkungen auf. Nachfolgend sind die Nachteile des SAW aufgeführt:

• Das Verfahren ist auf bestimmte Metalle beschränkt
• Es kann für direkte Nahtverbindungen an Behältern und Rohren unvollkommen sein
• Flussmittelverbrauch kann mühsam sein
• Gesundheitsprobleme können durch das Flussmittel auftreten
• Schlackenentfernung ist nach dem Schweißen wünschenswert

Das war alles für diesen Artikel, in dem Definition, Anwendungen, Diagramm, Ausrüstung, Funktionsweise, Vor- und Nachteile besprochen wurden. Ich hoffe, Sie haben viel gelernt. Wenn ja, teilen Sie den Artikel gerne mit anderen Studierenden. Danke fürs Lesen, bis zum nächsten Mal!