6 mm ve 10 mm kalınlıktaki çelik levhaların alın ve köşe kaynağı için tandem MIG prosesi kullanılarak elde edilebilecek verimlilik kazanımları incelenmiştir. Bu yazıda açıklanan ticari tandem MIG sistemi, iki telin bir torçtan ortak bir kaynak havuzuna beslendiği bir sistemdir. Teller elektriksel olarak yalıtılmıştır, iki kontak ucuyla beslenir ve iki güç kaynağı tarafından bağımsız olarak kontrol edilir. Tek bir tele kıyasla önemli ölçüde daha yüksek hareket hızları ve biriktirme oranları elde edildi.
Giriş
Günümüzün ekonomik ortamında, imalatçılar maliyetleri düşürme konusunda giderek daha fazla baskı altındadır ve üretkenliği artırarak önemli faydalar elde edilebilir. En çok yönlü ark kaynağı işlemlerinden biri MIG/MAG kaynağıdır ve son yıllarda biriktirme oranını ve dolayısıyla üretkenliği artırmak için bir dizi işlem geliştirmesi yapılmıştır. Kaynak ekipmanı ve koruyucu gazlardaki gelişmeler, yüksek tel besleme hızına, yüksek akıma ve kararlı metal aktarımına sahip tek bir tel için proses iyileştirmesi için önemli iddialara yol açmıştır. Bu, uzatılmış çıkıntı, dalga formu kontrolü ve dört bileşenli koruyucu gazlar kullanılarak başarılmıştır.
İnverter güç kaynaklarındaki ve elektronik kontrol sistemlerindeki gelişmeler son zamanlarda bir torçtan beslenen iki tel ile yeni proses geliştirmelerine yol açmıştır. Bu geliştirmelerin bir varyantı olan, her tel üzerinde bağımsız kontrole sahip tandem MIG/MAG süreci bu makalenin konusudur. Prosesin ana potansiyel avantajlarının, artan biriktirme hızı ve daha hızlı hareket hızları olduğu iddia edilmektedir.
Tandem MIG/MAG işleminde, iki tel aynı hamlaç aracılığıyla tek bir eriyik havuzuna beslenir, ancak bunlar elektriksel olarak birbirlerinden izole edilir ve iki ayrı güç kaynağına bağlanır, İşlem, Avrupa'da ticari olarak mevcuttur ve ABD ve Japonya'da uygulanmaya başlamaktadır. Bu yazının yazıldığı sırada, dünya çapında beş yüz ile bin arasında sistemin satıldığı tahmin ediliyor. Prosesin ana avantajlarının daha hızlı ilerleme hızları ve artan biriktirme hızı olduğu iddia edilmektedir.
Önerilen makale:
mig kaynak nedir hakkında bilgi almak ve diğer metal işleme hizmetlerine ulaşmak için ilgili sayfayı ziyaret edebilirsiniz.
Arka Plan
İki telli ark kaynağı, verimliliği artırmak için ilk olarak 1940'larda toz altı ark kaynağı için geliştirildi. Teknik daha sonra iki torçla MIG/MAG kaynağına uygulandı, ancak ekipman sınırlamaları, sürecin yaygın olarak benimsenmesini engelledi.
MIG/MAG kaynağındaki gelişmeler, uzatılmış elektrot çıkıntıları ve ark kararlılığının elektronik kontrolle sağlandığı dört bileşenli gaz karışımları ile üretkenliği artırmak için tek tel işlemindeki iyileştirmelere odaklandı.
Daha yakın tarihli gelişmelerde, iki tel, bir veya iki güç kaynağıyla ortak bir kontak ucu olan bir torçtan besleniyordu. Bu işleme çift telli veya çift telli MIG/MAG kaynağı denir. Ancak, aynı torçta elektriksel olarak izole edilmiş iki kontak ucu ile süreç geliştirilinceye kadar, tekli torç prosesi uygulanabilir hale gelmedi. İnverter güç kaynaklarındaki ve elektronikteki modern gelişmeler, her bir tel üzerinde bağımsız ancak senkronize kontrole izin verdiğinden, tandem prosesi artık yaygın bir şekilde tanınmaktadır;
Ekipman geliştirilmeye devam ediyor ve ana üreticilerin çoğu artık piyasada bulunan tandem MIG/MAG sistemlerine sahip. Üreticiler, hareket hızı ve biriktirme oranında önemli gelişmelerin elde edilebileceğini iddia etmektedir. Bu makale, ticari bir sistem kullanılarak bu iddiaları değerlendirmek için yürütülen deneysel bir çalışma programını açıklamaktadır.
Deneysel Yaklaşım
Prosesin yüksek biriktirme ve yüksek üretkenlik kapasitesini belirlemek için ticari olarak temin edilebilen bir tandem MIG/MAG ark kaynağı sistemi ile testler yapılmıştır. 10 mm kalınlığındaki yumuşak çelik levhada yekpare EN440 G3 Si1 telleri ile iç köşe ve alın kaynakları yapılmış ve sonuçlar tek tel ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Sonuçlar ve Tartışma
Literatür taraması, geleneksel tek telli MIG/MAG kaynağına kıyasla artan kaynak hızı, biriktirme hızı ve penetrasyon, azaltılmış gözeneklilik ve montajdaki değişikliklere karşı daha iyi tolerans gibi ana süreç faydalarını ortaya çıkardı. Hareket hızları ve biriktirme oranları, geleneksel tek telli MIG/MAG kaynağına göre tipik olarak 2-3 kat daha yüksektir. İşlem esas olarak çeliklere ve kalınlıkları çelik için 1,5 ila 25 mm ve alüminyum için 2 ila 6 mm aralığında olan bazı alüminyum alaşımlarına uygulanmıştır. Deneysel çalışmada, 10 mm kalınlığında yumuşak çelik levha üzerinde PB pozisyonunda 600 mm/dk'lık bir hareket hızında tek pasolu 10 mm bacak uzunluğunda köşe kaynağı, tek pasolu, tek tel kaynağının üretildiğinin iki katı oranında üretilmiştir. Tandem işlemiyle yalnızca üretkenlik önemli ölçüde yüksek bulunmadı, aynı zamanda boncuk profili ve penetrasyon da iyileştirildi. Tandem işlemi, daha derin ve daha kase şeklinde bir penetrasyon profili sağlar; bu, uyum ve bağlantı pozisyonunda değişikliklerin meydana gelebileceği mekanize kaynakta faydalı olması muhtemeldir.
Dolgu boyutu ile hareket hızı verileri, her bir işlem için maksimum kararlı biriktirme hızı koşulunda çalışan tek telli ve tandem işlemler için karşılaştırılmıştır. Tek tel kaynağına göre 3,67 kat daha hızlı hareket hızında ve 3,5 kat daha fazla biriktirme hızında tandem MIG/MAG işlemi kullanılarak 6 mm bacak uzunluğunda bir iç köşe kaynağı üretildi.
6 mm kalınlığında bir levha üzerinde 1800 mm/dak ilerleme hızında ve 4.5 kg/saat biriktirme hızında 4 mm bacak uzunluğunda bir iç köşe kaynağı yapıldı ve bu koşullar altında darbeli transferin alt kesmeyi azalttığı bulundu. Yazarlar, köşe kaynaklarının daha ince malzeme üzerinde 2000 mm/dk'yı aşan hareket hızlarında elde edilebileceğini tahmin etmektedir.
10 mm kalınlığında levhadaki alın kaynakları için biriktirme hızı ve ilerleme hızında benzer gelişmeler bulundu. Darbeli transferin, 700 mm/dak'lık bir hareket hızında tamamlanan kök akışı için püskürtme transferine göre yanmaya karşı daha toleranslı olduğu bulunmuştur. Alın eklemi iki geçişte tamamlandı. Optimize edilmiş bir tek telli prosedür tipik olarak üç geçiş gerektirse de, aynı hazırlık bu işi tamamlamak için beş tek tel geçişi gerektirdi.
Ana Sonuçlar
Yüksek verimli kaynak için tandem MIG/MAG kaynak işleminin yeteneklerini değerlendirmek için 6 ve 10 mm kalınlığında yumuşak çelik levha malzeme üzerinde bir dizi levha üzerinde boncuk, alın ve iç köşe kaynakları yapılmıştır. 1,2 mm çapında yekpare EN440 G3Si1 dolgu telleri, hem tandem hem de tek tel testleri için kullanıldı. Bu testlerden şu sonuçlar çıkarılabilir:
Hareket hızı, hem tandem hem de tek telli işlemler için alttan kesmenin başlamasıyla sınırlanmıştır. Bununla birlikte, bu kaynak kusurları, tek telli kaynaklarda elde edilenden 3-4 kat daha hızlı hareket hızlarına ulaşılana kadar, tandem iç köşe kaynaklarında meydana gelmemiştir. 6mm bacak boyundaki iç köşe kaynakları, tandem proses kullanılarak 1.1m/dk ve tek telli MIG/MAG kaynağı ile 300mm/dk ilerleme hızında yapılmıştır.
10 mm kalınlığında yumuşak çelik levhalarda alın ve iç köşe kaynakları için 17 kg/saat birikme oranları elde edilebilir. Bu, tek bir tel ile elde edilebilecek olandan üç kat daha yüksek bir faktördür.
Kalın levhadaki alın kaynakları için, tandem MIG/MAG işlemi, tek bir tel kullanmaya kıyasla birleştirme işlemini tamamlamak için geçiş sayısını önemli ölçüde azaltabilir. Bu çalışmada, 10 mm kalınlığında yumuşak çelik levhada bir alın kaynağı için paso sayısı beşten ikiye düşürülmüştür. Tek tel MIG/MAG yerine tandem MIG/MAG kaynağı kullanılarak üç pasolu 10mm bacak boyundaki iç köşe kaynağı aynı kaynak hızı olan 600mm/dk'da tek pasoya düşürülmüştür.
10 mm levhadaki bir alın kaynağının metre başına toplam maliyetinin, 5 geçişli tek telli kaynağa kıyasla 2 geçişli tandem kaynak için %45 daha düşük olduğu bulundu. 10 mm kalınlığındaki bir levhada iç köşe kaynağı için, kaynak hızındaki artış nedeniyle tek telli MIG/MAG kaynağına kıyasla her bir metre kaynak başına toplam maliyet %26 oranında azalır.
