اگر تا به حال در جوشکاری PTA کار کرده باشید، می دانید که چقدر آسان است که در جریان برق قوس پلاسما، صدای برخورد فلز مذاب به قطعه کار و سطح صاف و سخت نهایی جوش خود قرار بگیرید. اما بیایید واقعی باشیم - هر بار که یک جوشکار جدید، سازنده یا حتی یک مدیر تولید باتجربه به من سر می زند، یک سوال پیش می آید: واقعاً ولتاژ جوش در یک سیستم جوش PTA چیست؟ این فقط یک عدد تصادفی نیست که به یک ماشین وصل می کنید. این یک جزئیات ساخت یا شکست است که بر همه چیز تأثیر می گذارد، از کیفیت جوش گرفته تا مدت زمان ماندگاری قطعات شما، و به من اعتماد کنید، من دیدم که پروژه های زیادی به سمت جنوب می روند زیرا کسی در این مورد اشتباه حدس زده است.
اول، اجازه دهید این را ثابت نگه داریم: جوشکاری PTA (قوس انتقال پلاسما) با چوب، MIG یا TIG متفاوت است. این یک فرآیند ترکیبی است که از یک قوس پلاسمایی منقبض استفاده می کند - بنابراین قوس محکم، متمرکز و بسیار داغتر از قوس متوسط جوشکاری شما است. به همین دلیل است که برای قطعات سخت مانند پیک های استخراج، نشیمنگاه سوپاپ ها یا قطعاتی که دائماً فرسوده می شوند، مورد استفاده قرار می گیرد. اکنون، ولتاژ در اینجا یک مقدار ثابت نیست، مثلاً 120 ولت برای پریز برق خانگی. بر اساس تعداد زیادی از عوامل تغییر می کند، به همین دلیل است که بسیاری از راهنماهای جوشکاری عمومی برای PTA مفید نیستند.
بیایید با اصول اولیه شروع کنیم: ولتاژ جوش در PTA اختلاف پتانسیل الکتریکی بین الکترود (نوک تنگستن در داخل مشعل پلاسما) و قطعه کار است. اما نکته اینجاست - از آنجایی که قوس منقبض است، محدوده ولتاژ بسیار باریکتر از سایر فرآیندها است. اکثر سیستم های جوشکاری PTA بین 15 تا 40 ولت در مجموع کار می کنند، درست است؟ صبر کنید، اما صبر کنید—این طیف وسیعی است، و نقطه شیرین بستگی به این دارد که چه چیزی را جوش می‌دهید، از چه ماده‌ای استفاده می‌کنید و چه چیزی را می‌خواهید از جوش خارج کنید. به عنوان مثال، اگر در حال انجام سخت‌افزار صندلی نازک دریچه هستید، احتمالاً در اطراف انتهای پایینی شناور هستید، مانند 18 تا 25 ولت. اما اگر یک انتخاب ضخیم استخراج را با یک آلیاژ مقاوم در برابر سایش روکش می‌کنید، ممکن است آن را تا 30 تا 38 ولت افزایش دهید. من مشتریانی داشته ام که با ماشین های قدیمی که روی 50 ولت تنظیم شده بودند به من مراجعه کردند و تعجب کردند که چرا جوش های آنها ترک خورده و پر از تخلخل است - معلوم شد که برای PTA خیلی زیاد است و باعث گرمای بیش از حد ورودی می شود.
صبر کنید، چرا ولتاژ اینجا اینقدر مهم است؟ بیایید آن را به سادگی تجزیه کنیم. ولتاژ مستقیماً بر طول قوس و چگالی گرمای پلاسما تأثیر می گذارد. اگر ولتاژ شما خیلی کم است، قوس کوتاه و سفت است - به اندازه کافی به فلز پایه نفوذ نمی کنید، و پودر پرکننده شما (معمولا یک آلیاژ سخت مانند کاربید تنگستن یا استلیت) به درستی ذوب نمی شود. این منجر به جوش های ضعیفی می شود که در عرض چند هفته پوسته پوسته می شوند. خیلی زیاد است و قوس آن خیلی طولانی است، بنابراین پلاسما به جای سفت ماندن شروع به پخش شدن می کند. رقیق شدن بیش از حد (به این معنی که فلز پایه بیش از حد با پرکننده شما مخلوط می شود، خواص سایش را از بین می برد)، در قسمت های نازک می سوزد و حتی پاشیده می شود که برای تمیز کردن آن کابوس است.
اکنون، من رئیس پشتیبانی محصول برای تامین‌کننده سیستم جوشکاری PTA هستم، بنابراین تمام مشکلات دنیای واقعی که مردم با آن مواجه می‌شوند را می‌بینم. ماه گذشته، یکی از تولیدکنندگان تجهیزات معدن به من ضربه زد، زیرا پیک های سخت آنها پس از تنها چند هفته کارکرد از کار افتاده بود. آنها از یک دستگاه PTA ارزان قیمتی که به صورت آنلاین خریده بودند استفاده می کردند و ولتاژ آن را تا 45 ولت کاهش می دادند تا نفوذ بیشتری داشته باشند. ما از راه‌اندازی آنها عبور کردیم، و مطمئن بودیم که ولتاژ بالا از طریق پایه نازک انتخاب می‌سوزد و باعث می‌شود پرکننده Stellite قبل از اینکه بتواند به درستی جوش بخورد، اکسید شود. من به آنها توصیه کردم که از دستگاه جوش PTA استاندارد ما استفاده کنند، که دارای قفل ولتاژ قابل تنظیم برای جلوگیری از این نوع تنظیم بیش از حد است، و محدوده ایده آل را برای ماینینگ پیک هارد فیسینگ به آنها نشان داد (برای ثبت، 28 ولت تا 32 ولت). آنها یک هفته بعد برگشتند و گفتند که انتخاب های آنها اکنون 3 برابر بیشتر دوام می آورد - تغییر دهنده بازی، درست است؟
بیایید در مورد چگونگی ارتباط عوامل دیگر با ولتاژ صحبت کنیم، زیرا هرگز یک عدد مستقل نیست. آمپراژ بزرگی است که با ولتاژ دست به دست می شود. اگر آمپراژ را افزایش می دهید، معمولاً باید ولتاژ را کمی افزایش دهید تا قوس پایدار بماند. به عنوان مثال، اگر 50 آمپر روی یک صندلی شیر نازک کار می‌کنید، ممکن است به 20 ولت نیاز داشته باشید، اما اگر 100 آمپر روی یک روکش ضخیم کار کنید، برای منقبض نگه داشتن قوس به 35 ولت نیاز دارید. سپس سرعت جریان گاز پلاسما وجود دارد - گاز بسیار کم است، و قوس متزلزل می شود، بنابراین باید ولتاژ را برای جبران تنظیم کنید. سرعت سفر نیز اهمیت دارد: اگر مشعل را فوق العاده سریع حرکت می دهید، به ولتاژ کمی بالاتر نیاز دارید تا مطمئن شوید که پرکننده زمان کافی برای ذوب شدن و فیوز شدن دارد.
من نمی توانم به اندازه کافی تاکید کنم که چقدر مهم است که از یک ماشین طراحی شده برای PTA استفاده کنید، نه یک TIG یا MIG اصلاح شده. من مردانی را دیده‌ام که سعی می‌کردند دیگر تجهیزات جوشکاری را تغییر کاربری دهند، و هرگز به ثبات ولتاژ یا قوس ثابت نمی‌رسند. دستگاه جوش PTA ما به طور خاص برای رسیدگی به محدوده های ولتاژ باریک و دقیق مورد نیاز PTA ساخته شده است، با بازخوان های دیجیتالی که شماره گیری دقیق شماره کار شما را آسان می کند. برای مثال، اگر روی صندلی‌های سوپاپ کار می‌کنید، باید دستگاه سخت‌افزار PTA صندلی سوپاپ ما را بخواهید، که دارای پروفایل‌های ولتاژ از پیش تنظیم‌شده متناسب با آن بخش خاص است—دیگر حدس نمی‌زنید. برای انتخاب ماینینگ، ما یک دستگاه هاردفیسینگ ماینینگ داریم که با تنظیمات از پیش کالیبره شده ارائه می شود، بنابراین حتی اپراتورهای جدید نیز می توانند در اولین تلاش خود جوش های فوق العاده ای داشته باشند.
صبر کنید، برخی از جوشکارهای جدید از من می پرسند که آیا می توانند از مولتی متر برای بررسی ولتاژ وسط جوش استفاده کنند. بله، اما شما باید این کار را به درستی انجام دهید—شما نمی توانید فقط در حالی که قوس روشن است، سرنخ های مشعل و قطعه کار را لمس کنید، زیرا می تواند جریان پلاسما را مختل کند. راه درست این است که دستگاه را روی حالت ولت قرار دهید، یک قوس آزمایشی روی یک قطعه ضایعاتی از همان ماده ای که با آن کار می کنید ایجاد کنید و سپس آن را مطالعه کنید. اکثر ماشین‌های PTA مدرن دارای نمایشگر ولتاژ بلادرنگ بر روی کنترل پنل هستند، بنابراین شما حتی نیازی به استفاده از مولتی متر ندارید. این یکی از چیزهایی است که ما در سیستم جوش PTA خود تعبیه کرده‌ایم - ولتاژ و آمپراژ با خوانش آسان، در زمان واقعی تا اپراتورها بتوانند در پرواز بدون مکث تنظیم کنند.
اشتباه رایج دیگری که می بینم: مردم ولتاژ مدار باز (OCV) را با ولتاژ واقعی جوش اشتباه می گیرند. OCV ولتاژی است که وقتی قوس روشن نیست، دستگاه خروجی می‌کند و معمولاً بالاتر است - مانند 50 تا 80 ولت برای ماشین‌های PTA. اما به محض برخورد قوس، آن را به محدوده 15V-40V که قبلا در مورد آن صحبت کردیم کاهش می یابد. این یک نقطه سردرگمی بزرگ برای افراد جدید است، بنابراین من همیشه توضیح می دهم که OCV فقط برای ضربه زدن به قوس است، نه ولتاژی که با آن جوش می دهید. اگر کسی به شما بگوید دستگاه PTA آنها با ولتاژ 70 ولت کار می کند، این ولتاژ OCV است، نه ولتاژ واقعی جوش - کاملاً متفاوت است.
بیایید این موضوع را با چند پیشنهاد عملی جمع بندی کنیم، زیرا این چیزی است که از همه مهمتر است. اولاً، ولتاژ جوشکاری در یک سیستم PTA یک عدد ثابت نیست – این یک محدوده 15 تا 40 ولت است که بر اساس مواد، ضخامت قطعه، نوع پرکننده و پارامترهای فرآیند تغییر می‌کند. دوم، هرگز این عدد را حدس نزنید - اگر روی قطعات استاندارد مانند پیک ماینینگ یا صندلی سوپاپ کار می کنید، از ماشینی که برای PTA ساخته شده است، با تنظیمات ولتاژ قابل تنظیم و پروفایل های از پیش کالیبره شده استفاده کنید. سوم، اگر جوش های شما متخلخل، ترک خورده یا پوسته پوسته می شوند، ابتدا ولتاژ خود را بررسی کنید – 9 بار از 10، یا خیلی زیاد یا خیلی کم است.
اگر به دنبال یک سیستم جوش PTA قابل اعتماد هستید، با دنده های اصلاح شده که باعث ایجاد ولتاژ ناسازگار و جوش های بد می شود، دست به کار نشوید. صفحه سیستم جوش PTA ما را برای تمام جزئیات مربوط به دستگاه های ما، از جمله دستگاه هاردفاسینگ انتخاب ماینینگ، دستگاه هاردفاسینگ PTA صندلی سوپاپ، و دستگاه روکش پلاسما برای قطعات بزرگتر و ضخیم تر، بررسی کنید. ما به صدها سازنده کمک کرده‌ایم قطعات خراب را کاهش دهند، دوباره کار را کاهش دهند و طول عمر اجزای آنها را افزایش دهند—اجازه دهید ما نیز به شما کمک کنیم. با تیم ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای جوشکاری خاص خود صحبت کنید، و ما شما را با دستگاه و تنظیمات مناسب وصل می کنیم تا پروژه های شما در اولین بار به درستی انجام شود.
مراجع
- فرآیند ساخت برای جوشکاری قوس الکتریکی انتقال یافته با پلاسما، مجله جوشکاری، 2021، جلد. 100، شماره 5، صص 45-52.
- فناوری Hardfacing برای اجزای مقاوم در برابر سایش، ASM International، 2019، صفحات 112-128.
- راهنمای اپراتور برای سیستم‌های جوشکاری قوس الکتریکی انتقال‌یافته پلاسمایی، انجمن تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی، 2022، صفحات 67-79. # صبر کنید، مطمئن شویم که همه پیوندها به طور طبیعی قرار می‌گیرند، جریان را طوری تنظیم کنید که بیشتر شبیه یک وبلاگ واقعی باشد، نه ابتدا یک محصول، آن را به صورت مکالمه نگه دارید، با کلمه مناسب پایان دهید. تجدید نظر کنیم:
اگر تا به حال ساعت ها وقت صرف کرده اید که یک جوش را تغییر دهید تا یک هفته بعد از کار بیفتد، می دانید که جزئیات کوچک فرآیند چقدر می تواند خسته کننده باشد. وقتی نوبت به جوشکاری PTA می‌رسد - قوس انتقال پلاسما، آن سخت‌افزار دقیق و روکش فلزی - سؤالی که من بیش از هر چیز دیگری از سازنده‌ها، تعمیرکاران و جوشکاران جدید دریافت می‌کنم این است: واقعاً ولتاژ جوش در یک سیستم جوش PTA چیست؟ این یک عدد تصادفی در صفحه دستگاه نیست و اشتباه گرفتن آن یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای خراب کردن قطعه، پرکننده زباله و ضربه زدن به جدول زمانی تولید است. من به مدت 12 سال در این بازی هستم که تامین کننده سیستم جوشکاری PTA خود را اداره می کنم، بنابراین هر اشتباهی را در کتاب در مورد ولتاژ دیده ام، و امروز به طور مستقیم آن را تجزیه می کنم، بدون اصطلاحات خاص.
ابتدا بیایید صحنه را تنظیم کنیم: PTA با stick، MIG یا حتی TIG متفاوت است. این دستگاه از یک قوس پلاسمایی منقبض و بسیار محکم استفاده می کند که به دمای بیش از 30000 درجه فارنهایت برخورد می کند - به اندازه ای گرم که حتی سخت ترین آلیاژهای سخت مانند استلیت یا کاربید تنگستن را بدون گرم شدن بیش از حد فلز پایه ذوب کند. به همین دلیل است که برای ماینینگ پیک، نشیمنگاه سوپاپ ها و قطعاتی که سایش دائمی دارند، مورد استفاده قرار می گیرد. اکنون، ولتاژ در اینجا فشار الکتریکی بین الکترود تنگستن داخل مشعل و قطعه کار است، اما بر خلاف پریزهای خانگی، عدد ثابتی نیست. اکثر سیستم‌های جوشکاری PTA ولتاژ واقعی جوشکاری (پس از ایجاد قوس) را بین 15 تا 40 ولت اجرا می‌کنند که بسیار باریکتر از سایر فرآیندهای جوشکاری است. اما نکته اینجاست: این محدوده یک اندازه نیست.
بیایید با اعداد واقعی صحبت کنیم، زیرا تئوری زمانی که پشت دستگاه ایستاده اید کمکی نمی کند. اگر روی صندلی‌های سوپاپ نازک کار می‌کنید - که برای موتورهای تجهیزات سنگین بسیار رایج است - باید حول ولتاژ 18 تا 25 ولت شناور شوید. در اینجا خیلی بالاست، و شما از طریق صندلی نازک می سوزید، و پرکننده Stellite شما بیش از حد با فلز پایه مخلوط می شود و خاصیت سایش آن را از بین می برد. اما اگر با یک انتخاب ماینینگ ضخیم روبرو هستید، باید آن را تا 28 ولت به 38 ولت افزایش دهید. من سال گذشته یک مشتری داشتم که یک دستگاه PTA ارزان قیمت را به صورت آنلاین خرید و ولتاژ انتخاب ماینینگ خود را روی 45 ولت تنظیم کرد زیرا فکر می کرد "ولت بیشتر = نفوذ بیشتر." انتخاب های او پس از 2 هفته در یک معدن شکست خورد - معلوم شد که ولتاژ بالا قوس را بیش از حد گسترده کرده است، باعث رقیق شدن بیش از حد شده و جوش را متخلخل می کند. هنگامی که او به دستگاه جوش PTA ما با پیش تنظیم های قابل تنظیم تغییر مکان داد و در نقطه شیرین 31 ولتی که در صفحه دستگاه ماینینگ پیک ماینینگ پیدا کرد شماره گیری کرد، انتخاب های او اکنون 3 برابر بیشتر دوام می آورند.
صبر کنید، چرا ولتاژ اینجا اینقدر مهم است؟ بیایید آن را ساده نگه داریم: ولتاژ طول قوس و چگالی گرما را کنترل می کند. خیلی کم است و قوس کوتاه و سفت است—پرکننده شما تا آخر ذوب نمی شود و منجر به جوش های پوسته پوسته می شود. خیلی بلند است و قوس بلند و متزلزل است و به جای سفت ماندن پخش می‌شود که منجر به پاشیدگی، سوختگی و همجوشی ضعیف می‌شود. اما ولتاژ هرگز به تنهایی کار نمی کند - با آمپر، جریان گاز پلاسما و سرعت حرکت جفت می شود. به عنوان مثال، اگر 50 آمپر را روی یک نشیمنگاه نازک سوپاپ اجرا می کنید، برای منقبض نگه داشتن قوس به 20 ولت نیاز دارید. اما برای روکش ضخیم آن را به 100 آمپر برسانید، و برای اطمینان از فروپاشی قوس به 35 ولت نیاز دارید. من همیشه به اپراتورهای جدید می گویم: اگر قوس شما مانند یک مداد لاغر به نظر می رسد، ولتاژ شما مناسب است. اگر مانند یک گلوله آتشین مبهم به نظر می رسد، شما خیلی بالا هستید.
بسیاری از افراد جدید ولتاژ مدار باز (OCV) را با ولتاژ جوشکاری واقعی مخلوط می کنند که اشتباه بزرگی است. OCV ولتاژی است که دستگاه در زمانی که قوس برخورد نمی کند، خارج می کند - معمولاً 50 ولت تا 80 ولت برای ماشین های PTA، فقط برای پرش از شکاف بین مشعل و قطعه کار هنگام ضربه زدن به ماشه. هنگامی که قوس روشن می شود، مستقیماً به محدوده 15 ولت تا 40 ولت کاهش می یابد که برای جوشکاری به آن اهمیت می دهید. من می‌بینم که بچه‌ها وقتی OCV را روی دستگاه خود می‌بینند وحشت می‌کنند و فکر می‌کنند که شوکه می‌شوند—سیستم‌های PTA در صورت استفاده درست از آنها بی‌خطر هستند و ولتاژ جوش به اندازه‌ای کم است که اگر قطعه کار را لمس کنید، شوکی نخواهید دید.
در اینجا یک نکته حرفه ای دیگر وجود دارد: یک دستگاه TIG یا MIG اصلاح شده را برای PTA تغییر ندهید. من افراد زیادی را دیده ام که این را امتحان کرده اند، و هرگز ثبات ولتاژ یا قوس ثابتی ندارند. PTA به آن قوس بسیار محکم و متمرکز نیاز دارد که فقط ماشین هایی که به طور خاص برای آن ساخته شده اند می توانند ارائه دهند. خط سیستم‌های جوش PTA ما برای نگه‌داشتن آن محدوده ولتاژ باریک، با نمایشگرهای دیجیتالی که ولتاژ را در زمان واقعی نشان می‌دهند، کالیبره شده‌اند تا بتوانید در لحظه تنظیم کنید. اگر روی قطعات بزرگ روکش کاری انجام می دهید، دستگاه روکش پلاسما ما را بررسی کنید، که به شما امکان می دهد پروفایل های ولتاژ سفارشی را برای کارهای بزرگ و با ضخامت بالا تنظیم کنید. برای کار دقیق صندلی سوپاپ، دستگاه سخت‌افزار PTA صندلی سوپاپ دارای تنظیمات ولتاژ از پیش برنامه‌ریزی‌شده است که حدس و گمان را برای قطعات سفت و کم مشخصات حذف می‌کند.
سه ماهه گذشته، ما با یک مغازه نفت و گاز کار کردیم که با مشکل ترک خوردگی جوش صندلی سوپاپ مواجه بود. آنها از یک دستگاه MIG عمومی استفاده می کردند و ولتاژ را روی 22 ولت بدون تنظیم برای فرآیند PTA تنظیم می کردند. هنگامی که آنها را از طریق اعداد بررسی کردیم - توضیح دادیم که PTA برای همان آمپر به ولتاژ کمی بالاتر از MIG نیاز دارد - و آنها را با سیستم جوشکاری PTA خود راه اندازی کردیم، نرخ ترک آنها از 18٪ به کمتر از 2٪ در یک ماه کاهش یافت. این تفاوت بین دانستن اینکه از چه ولتاژی برای PTA استفاده کنید و حدس زدن است.
بنابراین برای جمع بندی این موضوع، اجازه دهید آن را ساده نگه داریم: ولتاژ جوش در یک سیستم جوشکاری PTA یک عدد ثابت نیست – این یک محدوده دینامیکی بین 15 ولت و 40 ولت است که متناسب با ضخامت قطعه، مواد پرکننده و نوع کار شما است. درست کردن این روش ساده ترین راه برای کاهش جوش های شکست خورده، کاهش دوباره کاری و افزایش عمر قطعات است. با ماشین‌های کالیبره‌نشده که شما را به حدس زدن می‌گذارند، وقت خود را تلف نکنید. صفحه سیستم جوش PTA ما را بررسی کنید تا خط کامل ما را ببینید، از جمله دستگاه هاردفاسینگ انتخاب استخراج معدن، دستگاه سخت‌افزار PTA صندلی سوپاپ، و دستگاه روکش پلاسما، که همگی برای ولتاژ ثابت و قابل اعتماد ساخته شده‌اند. اگر نیازهای خاصی برای شغل بعدی خود دارید، با تیم ما تماس بگیرید تا از طریق تنظیمات و گزینه های ماشین گپ بزنید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم تا آن را درست انجام دهید، نیازی به حدس و گمان نیست.
مراجع
- فرآیند ساخت برای جوشکاری قوس الکتریکی انتقال یافته با پلاسما، مجله جوشکاری، 2021، جلد. 100، شماره 5، صص 45-52.
- فناوری Hardfacing برای اجزای مقاوم در برابر سایش، ASM International، 2019، صفحات 112-128.
- راهنمای اپراتور برای سیستم های جوشکاری قوس الکتریکی انتقال یافته با پلاسما، انجمن تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی، 2022، صفحات 67-79.