Ауыр өнеркәсіп үшін дәнекерлеу әдістері

Газды металл доғалы пісіру (GMAW/MIG) және флюстік сымды доғалы пісіру (FCAW): Қалың металлдар үшін жоғары өнімді шешімдер

GMAW/MIG және FCAW әдістерінің ауыр өндірістік қолданыстардағы негіздері

Жуан металлдармен жұмыс істегенде GMAW (Газды металл доғалы пісіру) және FCAW (Флюсті кордылы доғалы пісіру) үздіксіз сым беру жүйелері бар және әртүрлі жағдайларда жақсы жұмыс істейтіндіктен, олар ең жақсы нұсқалар болып табылады. GMAW үшін процесс сыртынан қорғау газын беру қажет, әдетте аргон мен көмірқышқыл газының қоспасы пайдаланылады, бұл балқыту ваннасын қоршау үшін қажет. FCAW басқаша жұмыс істейді, себебі оның жанған кезде өзі қорғау газын шығаратын арнайы флюсті кордылы электродтары бар. Бұл өзін-өзі қорғау қасиеті FCAW-ды қосымша жабдықтарды орнату қиын болатын қиын жағдайлар үшін ерекше тиімді етеді. Екі әдіс де вертикальды және төбеден пісіруді көп қиындықсыз жүзеге асырады, сондықтан пісірушілер құрылымдық болат рамаларды жинау, өнеркәсіптік машиналарды жөндеу және қол жеткізу шектеулі болатын үлкен құрылыс жобалары үшін оларға сенеді.

Құрылымдық болат пен жуан металл парақтар үшін жоғары түсіру нормасымен пісіру процестері

Флюсті ашық доғалы пісіру материалды тез қосу жағынан ерекше көрінеді, жиі сағатына 25 фунттан астам жетеді. Бұл қалың пластиналарды тез қалыптастыру үшін өте қолайлы. Газды металл доғалы пісіру сағатына шамамен 12-18 фунт қосумен ортаңғы орында тұр. FCAW деңгейінде болмаса да, GMAW пісірушілерге соңғы нәтижеге жақсы бақылау мүмкіндігін береді. Жоғары қосу жылдамдығы үлкен көлемді жұмыс істеуі керек өндірістік цехтардағы күту уақытын қысқартады. Дегенмен, FCAW-тің ерекшелігі - сырттағы қиын жағдайлармен жұмыс істеуі. Жел және басқа экологиялық факторлар пісіруді көп бұзбайды, сондықтан газдың қорғанышын сақтау мүмкін емес көпірлер салу немесе кеме жасау сияқты жобалар үшін контрактшылар оны ұнатады.

Зерттеу жағдайы: Кеме жасауда және құрылымдық жасалымдарда MIG және FCAW

2024 жылғы соңғы кеме жөндеу зауыттарын салыстырмалы талдау зерттеулеріне сәйкес, қорғасыз доғалы дәстүрлі пайдаланылатын электродты доғалы пісіруге (SMAW) қарағанда, флюсті-корпусты доғалы пісіру (FCAW) кеме корпусын жинақтау уақытын шамамен 35% қысқартты. Теңіз мұнай платформаларын салушылар қоспалы газды доғалы пісіруді (GMAW) 2 дюймді қалың болат пластиналарда деформацияны төмен ұстау үшін ерекше пайдалы деп тапты, себебі бұл әдіс тұрақты доғаны сақтайды және жылу беруді бақылайды. Қазіргі өнеркәсіптік деректерге назар аударсақ, әскери теңіз құрылысы жобаларындағы пісірілген қосылыстардың шамамен 68%-ы қазір FCAW немесе GMAW әдістеріне сүйенеді. Бұл сандар кеме жөндеу зауыттары мен теңіз инженерлерінің бұрынғы әдістерден гөрі осындай жетілдірілген пісіру технологияларына барынша көңіл бөлетінін көрсетеді.

GMAW және FCAW әдістерін қолданған кезде пісірудің дәлдігі, беріктігі және ақауларды бақылау мәселелері

GMAW және FCAW әлдеқайда тиімді пісіру әдістері болса да, жақсы нәтижеге қол жеткізу үшін параметрлерге мұқият назар аудару қажет. Пісіруші электрод бұрыштарын дұрыс орнатпаған немесе жылжу техникасын бұзған кезде, FCAW үдерісі шамамен 12% жағдайда шлак қоспаларын қалдырады. GMAW пісіруі үшін ылғалды жағдайларда газдың жеткіліксіз қоршауына байланысты 8-10% жағдайда пористік пайда болады. 2023 жылғы Американдық пісіру қоғамының соңғы хабарламасында қызықты дерек келтірілген - FCAW-дегі ақаулардың әрбір бесіншісі шамамен дұрыс емес кернеу орнатуларымен байланысты. Бұл пісіру кезінде жүріп жатқан процесті бақылау мен берік және сенімді бекітулерді ұзақ уақыт бойы сақтау үшін тәжірибелі маманның орында түзетулер енгізуінің қаншалықты маңызды екенін көрсетеді.

Токтың инертті газда доғалы пісіру (TIG) және Электродты доғалы пісіру (SMAW): Дәлдік пен өрісте қолданылатын беріктікті теңестіру

Әртүрлі металдарды дәл пісіру үшін GTAW/TIG механикасы

GTAW немесе жиі қолданылатын TIG пайдалану аргон газымен қорғалған процесс кезінде тұтынылмайтын вольфрам электрод арқылы жұмыс істейді, ол өте таза және дәл пісірулерге әкеледі. Бұл әдістің ерекшелігі - жылу мөлшерін қаншалықты жақсы бақылауы, мысалы, алюминийді шойын болатпен біріктіру кезінде олардың пішінін бұзбай-ақ жақсы жалғау мүмкіндігін береді. Авиация құрылысы мен медициналық жабдықтар жасау сияқты салаларда миллиметрмен дәл есептеу функция мен қауіпсіздік стандарттары тұрғысынан сәттілік пен сәтсіздіктің арасындағы айырмашылықты анықтайды, сондықтан осы әдістің ұсынатын деңгейі маңызды.

Ашық теңіз және Маңызды Бөлшектерде Терең Пісіруді және Таза Пісіруді Қамтамасыз Ету

TIG пісіру басқа әдістерге қарағанда қатты бақыланбайтын әдістермен салыстырғанда шамамен 40% -ға көпіршіктер мәселесін азайтатын, шашырату немесе ластану мәселелерінің болмауымен терең, біркелкі енуін қамтамасыз етеді. Теңіз жағдайларында осындай сенімділік шайқалмайтын болат құбырлардың уақыт өте келе қатаң теңіз суына және үлкен қысымға қарамастан әлдеқайда ұзақ қызмет етуін білдіреді. Шынымен маңыздысы - қиын жағдайларда TIG-тің тұрақтылығы, онда кішігірім ақау жүйе үшін трагедияға әкеп соғуы мүмкін бөлшектер үшін оны негізгі таңдауға айналдырады. Көптеген инженерлер пісіру сапасы бойынша ешқандай қаупін көре алмайтындықтан осындай маңызды қолданулар үшін TIG-ке сенеді.

Алыс, қиын жерлерде және өрісте жөндеуде SMAW-ның басымдығы

Электродты дәнекерлеу, сонымен қатар Электр доғалы дәнекерлеу (SMAW) деп те белгілі, басқа әдістер жұмыс істемейтін алыстағы жерлерде немесе қиын орындарда өрісте жөндеу жүргізген кезде қазір де кеңінен қолданылады. Басқа газға тәуелді әдістерден оның айырмашылығы – SMAW электродтарының дәнекерлеу кезінде өзіндік қорғаныс қабатын түзетін арнайы қаптамасы бар болуы. Дәл осы себепті жел соққанда, жаңбыр жауғанда немесе шаң-тозаң көп болған жағдайда да дәнекерлеушілер жұмысты орындай алады. Осындай қарапайымдыққа байланысты электродты дәнекерлеу таудағы мұнай мен газ құбырларын жөндеу немесе өрістегі тоқтаған қазбалық құрал-жабдық пен ауылшаруашылық техникасын тез жөндеу үшін қазір де ең үздік таңдау болып табылады.

Мәліметтерге шолу: Мұнай мен Газ саласындағы Жөндеу жұмыстарының 65%-ы Әлі де Электродты Дәнекерлеуге Тәуелді

Барлық түрлі жаңа автоматтандырылған және жартылай автоматтандырылған пісіру технологиялары бар болса да, көпшілік мұнай және газ кен орындарында СМАW әлі күнге дейін басымдық қалпында. Соңғы 2024 жылғы сала бойынша сауалнамаға сәйкес, өрістегі жөндеу жұмыстарының шамамен екі үштен бірі әлі де көміртегі болаты, қиын болаты шойын және никель қоспалары сияқты әртүрлі материалдарда өте жақсы жұмыс істейтіндіктен, кәдімгі стерженьді пісіруге сүйенеді. Бұл әдістің ерекшелігі — сыртқы газ құбырына мүлдем мұқтаж емес болуы. Газ баллондарын алу қиын болатын алыстағы аудандарда жұмыс істейтін бригадалар үшін бұл алдымен күрделі инфрақұрылым орнатпастан-ақ сапалы рентген сапасындағы пісірулерді жасау мүмкіндігін береді. Жаңа баламалар пайда болса да, көптеген операторлар неге стерженьді пісіруге қайта оралып отыратыны түсінікті.

Толық балқыту астындағы пісіру (SAW) және электрошлактық пісіру (ESW): Өте қалың бөліктер үшін күрделі әдістер

Үлкен құрылыстарда SAW және ESW пісірудің терең бензету мүмкіндіктері

Су астындағы доғалы пісіру немесе SAW үздіксіз жоғары токты доғаларды қолдану арқасында бір өтуде кейде 20 мм-ден астам тереңдікке дейін жетеді. Ал пісіру материалдарының мөлшеріне келетін болса, сағатына шамамен 20 кг шамасында болады, бұл ядролық қорғаныш құрылымдары, үлкен жел турбиналарының мұнаралары мен қажетті беріктікті қамтамасыз ететін қалың қысымды ыдыстар сияқты жобалар үшін осы әдісті өте танымал етеді. Екіншісі — электрошлакты пісіру (ESW), бұл SAW әдісін 200 мм-ден астам қалыңдықтағы вертикальды қалың бөліктерге қолданады. Мұндағы ерекшелік — балқытылған шлак бір өтуде барлық материалдарды біріктіретін ыдыс түрінде пайда болады, ал бұл көптеген өтулердің қажетін туғызбайды. Өндірушілер екі пісіру әдісін бірге қолданған кезде, қажетті өтулер саны 60%-дан 80%-ға дейін қысқарады. Бұл үлкен өнеркәсіптік құрылыс жобалары үшін жалпы еңбек шығынын азайтады және өндіріс циклын қысқартады.

Зерттеу жағдайы: Кеме жасауда SAW және көпірлер мен көпқабатты ғимараттарда ESW

2023 жылы құрылған кеме жасау жобасында SAW технологиясы сағатына шамамен 14 метр жылдамдықпен 80 мм қалыңдықтағы корпус пластиналарын біріктірді, бұл ескі әдістерге қарағанда нақты түрде үш есе жылдам. Содан кейін ESW технологиясының маңызы зор болған 450 метрлік ірі ілмелі көпір болды. Олар 180 мм болат арқалықтарға толық проникновениелі пайдаланып пісіруді орындап, ультрадыбыстық тексерудің 98%-ынан өтті. Ірі инфрақұрылымдық жобаларда қалың бөліктерді пісірудің барлық жұмыстарының 72%-ын қазір осы екі әдіс иеленіп отыр. Дегенмен, олар арнайы құрал-жабдықтар мен автоматтандырылған жүйелерді талап етеді, сондықтан көбінесе компаниялар тек үлкен көлемді өндірістік жұмыстарды өңдеу қажет болған кезде ғана оларды қолданады.

Электрошлактық пісірудегі қауіпсіздік, ақаулар қаупі және сапаны бақылау қиындықтары

ESW-тің әлбетте тиімділік жағынан бірқатар айтарлықтай артықшылықтары бар, бірақ оның шамамен 1700 градус Цельсийде жұмыс істейтінін елемеуге болмайды, бұл объектіде қатерлі жағдайлар туғызады. Өткен жылы 142 әртүрлі ESW жобасын қамтитын салалық деректерге көз жүгіртсек, зерттеушілер қызықты нәрсе байқады - дәнекерлеу операциялары кезінде флюстің ұстауымен байланысты мәселелерге байланысты пайда болатын ақаулардың төрттен бірі шамасында. Негізгі қиындықтар қай жерде? Қалыңдығы 250 миллиметрден асатын бөлшектермен жұмыс істеген кезде қаттылау трещинкалары пайда болуы мүмкін, ал дәнекерлеуді қайта бастау металл ішіне шлактың тұрып қалуына әкеледі. Ферромагнитті материалдар магнитті доға соғу эффектісіне байланысты толығымен басқа қиындық туғызады. Бақытқа орай, жаңа ESW жүйелері нақты уақыт режимінде температураны бақылайтын термиялық сенсорлармен жабдықталған. Кейбір компаниялар сапа тексеру үшін жасанды интеллектіні пайдалануды бастады, ал бастапқы сынақтар осындай ақылды жүйелер дәстүрлі әдістермен салыстырғанда ақаулық деңгейін жартыға жуық төмендететінін көрсетті. Дегенмен, осы салада әлі де жақсартуға болатын мүмкіндіктер әрқашан болады.

Жаңа балама әдістер мен Қалыңдау Бөліктерді Дәстүрлі Әдістермен Пісіруден Фрикционды Араластыру және Автоматтандырылған Пісіруге Өту

Фрикционды Араластыру арқылы Пісіру — Дәстүрлі Қалыңдау Бөліктерді Пісірудің Заманауи Баламасы ретінде

Үйкелісі барлық басқа әдістердің кемшіліктерін жоятындықтан, қалың бөліктерді бір-біріне бекітудің жаңа тәсілі ретінде үйкелісті араластыру немесе FSW технологиясы пайда болды. Бұл үдеріс адамдардың дәстүрлі пайымдауынан өзгеше жұмыс істейді. Металды балқытудың орнына FSW материалдарды олардың балқу температурасының шамамен 80-90 пайызында араластырады. Бұл дегеніміз – біріктірулердің беріктігі де артады, зертханалық сынақтар дәстүрлі доғалық пайдаланылатын пайдаланылатын нәтижелерге қарағанда созылу беріктігінің 15-30 пайызға дейін артатынын көрсетеді. Аэрокосмостық компаниялар мен жел турбиналарымен айналысатын мамандар 75 мм-ге дейінгі қалың алюминий бөлшектерін өңдегенде осы технологияға ерекше назар аударды. Осындай қолданбаларда ішінде кішкентай ауа қапшықтары болмауы қажет. Нақты нарықты талдау қазір қызықты құбылыс болып жатқанын көрсетеді. Экологиялық тұрақтылыққа бағытталған өндірушілер FSW-ті өте жылдам қабылдап жатыр, соңғы деректерге сәйкес жыл сайын шамамен 18 пайызға өсуде. Неге? Себебі мұндай үйкелісті араластырушы жабдықтар ұқсас жұмыстарды орындау үшін дәстүрлі жабдықтарға қарағанда шамамен 40 пайыз аз энергия пайдаланады.

Өнеркәсіптік пісіру процестерінде робототехниканың және автоматтандырудың интеграциясы

Автокөлік жасау саласында дәстүрлі TIG пісіруге қарағанда автоматтандырылған Үйкелісті Араластыру арқылы Пісіру (FSW) жүйелері өте жақсы нәтижелер көрсетуде. Кейбір зауыттар тек батареялық лоток өндіру бойынша циклдық уақытты шамамен екі жарым есе қысқартты. Бұл күрделі, иілген беттерде тіпті 0,1 миллиметрге жуық қатты дәлдікті сақтауға мүмкіндік беретін машиналық көру технологиясымен жинастырылған алты осьті робот-иіндермен жабдықталады, бұрын оларды дұрыс пісіру мүмкін болмаған еді. Саладағы мамандар нақты күшті нақты уақыт режимінде бақылайтын бағдарламаланатын FSW жүйелерін қолданатын компанияларда деформация мәселелері шамамен екі үштен бірге дейін төмендейтінін атап өтеді. Теңіз құрылғыларына арналған алюминий құрамаларымен жұмыс істейтін өндірушілер үшін өнімнің өлшемдерін дәл сақтау өнімнің өнімділігі мен қауіпсіздік стандарттары үшін өте маңызды болғандықтан, бұл әсіресе маңызды.

Болашақтағы тенденциялар: Дәлдік пен пайдалану кезінде беріктікті қамтамасыз ететін AI-жүйелері негізіндегі бейімделуші басқару жүйелері

Қазіргі кезде өндірушілер FSW параметрлерін дәл баптау үшін барынша жиі нейрондық желілерге жүгінуде. Әртүрлі металдарды біріктірген кезде осы жүйелер аспаптың айналу жылдамдығын шамамен 200-ден 1500 RPM-ге дейін және жылжыту жылдамдығын минутына 50-ден 500 мм-ге дейін болжай алады. Кейбір алғашқы тестер лабораториялық жағдайларда сынамалардың 99,8%-ы ақаусыз шығатынын, яғни есепте жоқ дефектілермен нәтиже беретінін көрсетті. Компаниялар лазерлік алдын ала қыздыру әдістерін дәстүрлі үйкелісті араластырып пісіру әдістерімен қосқан кезде олар таңғажайып жақсаруларды да байқады. Бір зерттеуде осы гибридтік тәсіл 100 мм болат пластинкаларға шамамен 35% тереңірек ену мүмкіндігін беретіні анықталды. Ядролық энергетика саласы осындай жаңалықтарға ерекше қызығушылық білдірді. Ондағы ерте пайдаланушылар ИА негізіндегі пісіру талдау құралдарын қолданған кезде сертификаттау процесі шамамен екі есе тез аяқталатынын мәлімдеді. Бұл тенденция нақты уақыт режиміндегі деректерге негізделген, дәстүрлі болжау әдістеріне қарағанда құрылыс стандарттарына қарай жылжып келе жатқанымызды көрсетеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

GMAW және FCAW арасындағы негізгі айырмашылықтар қандай?

GMAW балқыту ваннасын қорғау үшін сыртқы қорғаныш газын қажет етеді, ал FCAW өздері қорғаныш газын шығаратын флюсті электродтарды пайдаланады. Сыртқы қорғаныш газы ұшып кетуі мүмкін болған сыртқы жағдайларда FCAW ерекше пайдалы.

Кеме жасауда неге FCAW-ты таңдайды?

FCAW дәстүрлі пісіру әдістерімен салыстырғанда қабырғаны жинақтау уақытын едәуір қысқартуға мүмкіндік беретін материалдарды тез біріктіруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар жел сияқты экологиялық факторлардан аз әсер етіледі, сондықтан кеме жасау сияқты сыртқы жобаларға сәйкес келеді.

SMAW қай жерде ең көп қолданылады?

SMAW таулы жерлердегі магистральдық құбырларды жөндеу немесе қазба жабдықтарын тез жөндеу сияқты алыстағы және қиын жергілікті жағдайларда жөндеу жұмыстары үшін кеңінен қолданылады. Оған сыртқы газ қоспасы қажет емес, сондықтан қиын жағдайларға бейімделуі оңай.

Үйкелісті араластырып пісірудің қандай артықшылықтары бар?

Үйкелісті араластыру арқылы пісіру балқу кемшіліктерін болдырмау арқылы берік жалғаулар алуға мүмкіндік береді және дәстүрлі әдістермен салыстырғанда энергияны азырақ пайдаланады. Ол әуежайлар мен жел энергетикасы сияқты салалардағы қалың алюминий бөлшектерді пісіру үшін ерекше пайдалы.