Chociaż jest to tylko część znacznie większego systemu, końcówka prądowa zarówno w zrobotyzowanych, jak i półautomatycznych uchwytach do spawania łukiem gazowym (GMAW) odgrywa kluczową rolę w zapewnianiu dobrej jakości spoiny. Może to również w wymierny sposób wpływać na produktywność i rentowność operacji spawalniczych — przestoje spowodowane nadmiernymi zmianami mogą mieć szkodliwy wpływ na wydajność oraz koszty pracy i zapasów.
Główne funkcje końcówki prądowej polegają na prowadzeniu drutu spawalniczego i przekazywaniu prądu spawania na drut przechodzący przez otwór. Celem jest płynne podawanie drutu przez końcówkę prądową, przy jednoczesnym zachowaniu maksymalnego kontaktu. Aby uzyskać najlepsze wyniki, ważne jest, aby zastosować rozmiar końcówki prądowej — lub średnicę wewnętrzną (ID) — odpowiedni do danego zastosowania. Na wybór wpływa zarówno drut spawalniczy, jak i proces spawania (rysunek 1).
Wpływ drutu spawalniczego na rozmiar końcówki prądowej
Trzy właściwości drutu spawalniczego bezpośrednio wpływają na dobór końcówki prądowej do konkretnego zastosowania:
▪ Typ przewodu
▪ Odlew drutowy
▪ Jakość drutu
Typ-Producenci końcówek prądowych zazwyczaj zalecają końcówki stykowe o standardowym (domyślnym) rozmiarze dla odpowiednich przewodów, np. końcówkę stykową xxx-xx-45 dla drutu o średnicy 0,045 cala. Jednakże w niektórych przypadkach może być korzystne zmniejszenie lub przewymiarowanie końcówki stykowej w stosunku do średnicy drutu.
Standardowe tolerancje drutów spawalniczych różnią się w zależności od typu. Na przykład kod 5.18 Amerykańskiego Towarzystwa Spawalniczego (AWS) dopuszcza ± 0,001 cala. tolerancja dla 0,045 cala. druty pełne i ± 0,002 cala. tolerancja dla 0,045 cala. przewody rurowe. Druty rurkowe i aluminiowe, które są miękkie, najlepiej sprawdzają się ze standardowymi lub ponadwymiarowymi końcówkami stykowymi, które umożliwiają ich podawanie przy minimalnej sile podawania i bez wyboczenia lub załamania wewnątrz podajnika lub uchwytu spawalniczego.
Z drugiej strony druty lite są znacznie sztywniejsze, co oznacza mniej problemów z podawaniem, co pozwala na łączenie ich z końcówkami prądowymi o zbyt małych rozmiarach.
Rzucać-Przyczyną zbyt dużego lub zbyt małego rozmiaru końcówki prądowej jest nie tylko rodzaj drutu, ale także jego odlew i spirala. Odlew odnosi się do średnicy pętli drucianej po wyjęciu kawałka drutu z opakowania i umieszczeniu go na płaskiej powierzchni – zasadniczo jest to krzywizna drutu. Typowy próg dla odlewu wynosi od 40 do 45 cali; jeśli drut jest mniejszy, nie używaj zbyt małej końcówki prądowej.
Spirala odnosi się do tego, jak bardzo drut wznosi się nad płaską powierzchnię i nie powinna być większa niż 1 cal w żadnym miejscu.
AWS określa wymagania dotyczące odlewania drutu i spirali w ramach kontroli jakości, aby zapewnić podawanie dostępnego drutu w sposób sprzyjający dobrej wydajności spawania.
Przybliżonym sposobem uzyskania ilości masowej odlewu drutu jest wielkość opakowania. Drut pakowany w opakowania zbiorcze, takie jak bęben lub szpula, może zachować większy odlew lub prostszy kontur niż drut pakowany w szpulę lub cewkę.
„Drut prosty” jest częstym punktem sprzedaży drutów pakowanych luzem, ponieważ łatwiej jest podawać drut prosty niż drut zakrzywiony. Niektórzy producenci skręcają również drut podczas pakowania go do bębna, co powoduje, że po wyjęciu z opakowania drut tworzy falę sinusoidalną zamiast pętli. Druty te mają bardzo dużą obsadę (100 cali lub więcej) i można je łączyć z niewymiarowymi końcówkami stykowymi.
Drut podawany z mniejszej szpuli ma jednak zwykle bardziej wyraźny rzut – około 30 cali. lub mniejszą średnicę — i zazwyczaj wymaga standardowego lub większego rozmiaru końcówki kontaktowej, aby zapewnić odpowiednią charakterystykę podawania.
Rysunek 1
Aby uzyskać najlepsze wyniki spawania, ważne jest, aby rozmiar końcówki prądowej był odpowiedni do danego zastosowania. Na wybór wpływa zarówno drut spawalniczy, jak i proces spawania.
Jakość-Jakość drutu wpływa również na wybór końcówki prądowej. Ulepszenia kontroli jakości sprawiły, że średnica zewnętrzna (OD) drutów spawalniczych jest dokładniejsza niż w poprzednich latach, dzięki czemu podawanie odbywa się płynniej. Na przykład wysokiej jakości drut lity zapewnia stałą średnicę i odlew, a także jednolitą powłokę miedzianą na powierzchni; tego drutu można używać w połączeniu z końcówką stykową o mniejszym średnicy wewnętrznej, ponieważ ryzyko wyboczenia lub załamania drutu jest mniejsze. Wysokiej jakości drut rurkowy oferuje te same korzyści, a także gładkie, bezpieczne szwy, które zapobiegają otwieraniu się drutu podczas podawania.
Drut niskiej jakości, który nie jest produkowany zgodnie z rygorystycznymi normami, może być podatny na słabe podawanie drutu i nierówny łuk. Nie zaleca się stosowania zbyt małych końcówek kontaktowych w przypadku przewodów o dużych różnicach średnicy zewnętrznej.
W ramach środków ostrożności przy zmianie typu lub marki drutu należy ponownie ocenić rozmiar końcówki prądowej, aby upewnić się, że uzyskano pożądane rezultaty.
Wpływ procesu spawania
W ostatnich latach zmiany w przemyśle wytwórczym i wytwórczym spowodowały zmiany w procesie spawania, a także w rozmiarze używanej końcówki prądowej. Na przykład w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie producenci OEM stosują cieńsze (i mocniejsze) materiały, aby pomóc zmniejszyć masę pojazdu i poprawić efektywność paliwową, producenci często korzystają ze źródeł zasilania o zaawansowanych kształtach fal, takich jak zwarcia impulsowe lub zmodyfikowane. Te zaawansowane przebiegi pomagają zredukować odpryski i zwiększyć prędkość spawania. Ten rodzaj spawania, zwykle stosowany w spawaniu zrobotyzowanym, jest mniej tolerancyjny na odchylenia w procesie i wymaga końcówek stykowych, które mogą precyzyjnie i niezawodnie dostarczać kształt fali do drutu spawalniczego.
W typowym procesie spawania impulsowego przy użyciu średnicy 0,045 cala. drutem litym, prąd szczytowy może być większy niż 550 amperów, a prędkość narastania prądu może przekraczać 1–106 amperów/s. W efekcie interfejs końcówka stykowa działa jak przełącznik przy częstotliwości impulsów wynoszącej od 150 do 200 Hz.
Żywotność końcówki prądowej podczas spawania impulsowego jest zazwyczaj ułamkiem trwałości w przypadku spawania metodą GMAW lub spawania stałym napięciem (CV). Zaleca się wybranie końcówki prądowej o nieco mniejszej średnicy wewnętrznej dla używanego drutu, aby zapewnić, że rezystancja styku końcówka/drut będzie wystarczająco niska, aby nie wystąpiło drastyczne wyładowanie łukowe. Na przykład drut lity o średnicy 0,045 cala będzie dobrze pasował do końcówki prądowej o średnicy wewnętrznej od 0,049 do 0,050 cala.
Ręczne lub półautomatyczne zastosowania spawalnicze wymagają różnych rozważań przy wyborze odpowiedniego rozmiaru końcówki prądowej. Półautomatyczne uchwyty spawalnicze są zwykle znacznie dłuższe i mają bardziej skomplikowane kontury niż pistolety zrobotyzowane. Często występuje również większe zagięcie szyjki, co umożliwia spawaczowi wygodny dostęp do złącza spawanego. Szyjka o dużym kącie zgięcia tworzy ciaśniejszy obsad drutu podczas jego podawania. Dlatego warto wybrać końcówkę prądową o nieco większej średnicy wewnętrznej, aby umożliwić płynne podawanie drutu. Jest to właściwie tradycyjna klasyfikacja rozmiarów końcówek prądowych. Większość producentów uchwytów spawalniczych ustawia domyślny rozmiar końcówki prądowej zgodnie z zastosowaniem półautomatycznym. Na przykład 0,045 cala. drut lity o średnicy pasowałby do końcówki stykowej o średnicy wewnętrznej od 0,052 do 0,055 cala.
Konsekwencje nieprawidłowego rozmiaru końcówki kontaktowej
Nieprawidłowy rozmiar końcówki prądowej, niezależnie od tego, czy jest za duży, czy za mały w zależności od rodzaju, odlewu i jakości używanego drutu, może powodować nieprawidłowe podawanie drutu lub słabą wydajność łuku. Mówiąc dokładniej, końcówki prądowe o zbyt małych średnicach mogą powodować zaczepianie się drutu w otworze, co prowadzi do ponownego spalania (rysunek 2). Może również powodować tworzenie się gniazd ptaków, czyli splątania drutu na rolkach napędowych podajnika drutu.
Rysunek 2
Spalanie (zacięcie drutu) to jedna z najczęstszych przyczyn awarii końcówek prądowych. Znaczący wpływ ma na to średnica wewnętrzna końcówki prądowej (ID).
I odwrotnie, końcówki prądowe o średnicy wewnętrznej zbyt dużej w stosunku do średnicy drutu mogą powodować błądzenie drutu podczas jego przechodzenia. To błądzenie powoduje słabą stabilność łuku, duże odpryski, niepełne stopienie i niewspółosiowość spoiny w złączu. Zjawiska te są szczególnie istotne w przypadku agresywnego spawania impulsowego; szybkość dziurki od klucza (rysunek 3) (szybkość zużycia) końcówki prądowej o większym rozmiarze może być dwukrotnie większa niż w przypadku końcówki prądowej o mniejszym rozmiarze.
Inne rozważania
Przed wyborem rozmiaru końcówki prądowej dla danego zadania ważne jest pełne zrozumienie procesu spawania. Należy pamiętać, że trzecią funkcją końcówki prądowej jest działanie jako bezpiecznik układu spawalniczego. Wszelkie problemy w układzie napędowym pętli spawalniczej są (i powinny być) sygnalizowane w pierwszej kolejności jako awaria końcówki stykowej. Jeśli końcówka kontaktowa ulegnie uszkodzeniu w inny sposób lub przedwcześnie w jednej komórce w porównaniu z resztą rośliny, komórka ta prawdopodobnie wymaga dostrojenia.
Dobrym pomysłem jest także ocena tolerancji Twojego zakładu na ryzyko; czyli ile kosztuje awaria końcówki kontaktowej. Na przykład w przypadku zastosowania półautomatycznego spawacz może szybko zidentyfikować wszelkie problemy i ekonomicznie wymienić uszkodzoną końcówkę prądową. Jednakże koszt nieoczekiwanej awarii końcówki prądowej podczas spawania zrobotyzowanego jest znacznie wyższy niż w przypadku spawania ręcznego. W takim przypadku potrzebne są końcówki kontaktowe, które niezawodnie będą działać przez cały okres pomiędzy zaplanowanymi wymianami końcówek, np. przez jedną zmianę. Zwykle prawdą jest, że w większości operacji spawania zrobotyzowanego niezmienna jakość zapewniana przez końcówkę prądową jest ważniejsza niż jej trwałość.
Należy pamiętać, że są to jedynie ogólne zasady doboru rozmiaru końcówki kontaktowej. Aby określić prawidłowy rozmiar, ważne jest sprawdzenie uszkodzonych końcówek kontaktowych w zakładzie. Jeśli większość uszkodzonych końcówek prądowych ma zacięty drut w środku, oznacza to, że identyfikator końcówki prądowej jest za mały.
Jeśli większość uszkodzonych końcówek prądowych nie zawiera drutów, ale zaobserwowano szorstki łuk i słabą jakość spoiny, korzystne może być wybranie końcówek prądowych o mniejszym rozmiarze.
Rysunek 3
Nadmierna dziurka od klucza jest również jedną z najczęstszych przyczyn awarii końcówek kontaktowych. Na to również istotny wpływ ma wewnętrzna średnica końcówki prądowej (ID).
Czas publikacji: 02 stycznia 2023 r
