가변 극성 플라즈마 아크 용접: 기본 사항 살펴보기

결함을 최소화하면서 정밀성, 효율성, 다목적성을 제공하는 용접 기술을 상상해 보세요. 가변 극성 플라즈마 아크 용접(VPPAW)은 알루미늄 합금의 경우 이를 실현합니다. 전류 파라미터를 독립적으로 조정하여 최적의 아크 열 분포를 제공하고 전극 마모를 줄이며 완벽한 용접을 보장합니다. 이 글에서는 기존 방식에 비해 뛰어난 성능을 자랑하는 VPPAW의 원리, 장점, 적용 사례를 살펴봅니다. 향상된 기계적 특성과 비용 효율성으로 더 강력하고 결함 없는 접합부를 제공함으로써 알루미늄 용접에 혁신을 가져올 수 있는 VPPAW에 대해 자세히 알아보세요.

목차

원칙과 개발

가변 극성 플라즈마 아크 용접, 즉 비대칭 사각파 AC 플라즈마 아크 용접은 알루미늄과 그 합금을 위해 개발된 새롭고 효율적인 용접 공정입니다.

이 용접 기술은 가변 극성 TIG 용접과 플라즈마 아크 용접의 장점을 결합한 기술입니다. 전류 주파수, 진폭, 양극 및 음극 도파관 통과 시간 비율과 같은 주요 파라미터를 독립적으로 조정하여 용접 공정의 특정 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

그 결과 아크 열이 보다 합리적으로 분배되어 텅스텐 전극의 손실을 최소화하고 용접물이 용융되어 표면의 산화막이 자동으로 제거됩니다. 또한 플라즈마 빔의 높은 에너지 밀도, 속도 및 강력한 전기 아크 힘은 피어싱 용융 풀을 효과적으로 생성하여 단면 및 양면 용융을 가능하게 합니다. 알루미늄 용접 합금 플레이트.

가변 극성 플라즈마 아크 용접 기술 는 주로 다양한 알루미늄 합금의 용접에 사용됩니다.

단일 패스 용접으로 얻을 수 있는 알루미늄 합금의 두께는 25.4mm입니다.

VPPAW 또는 가변 극성 플라즈마 아크 용접은 각 사이클에서 양극 전류(DCEN)의 진폭, 역극성 전류(DCEP)의 진폭, 양극과 역극성 전류의 지속 시간 비율을 독립적으로 조정할 수 있는 기능으로 잘 알려져 있습니다. 이 기능은 용접 침투력 향상과 알루미늄 합금 산화막 제거에 모두 기여합니다.

알루미늄 합금 용접에서 VPPAW는 작은 구멍을 위쪽으로 수직으로 사용합니다. 용접 프로세스를 사용하여 전면의 용접 형성을 도울 뿐만 아니라 용융 풀에서 수소의 방출을 촉진하여 알루미늄 합금의 다공성 결함을 줄입니다. 따라서 이 방법을 '무결점 용접' 기법이라고 합니다.

그림 1a: 용접 다이어그램

  • 1: 기본 금속;
  • 2: 금속을 융합 용접합니다;
  • 3: 억제 아크 노즐
  • 4: 차폐 가스;
  • 5: 냉각수;
  • 6: 이온성 가스
  • 7: 용접 와이어;
  • 8: 플라즈마 아크 천공

그림 1b: 가변 극성 파형

그림 1은 VPPA 천공 수직 용접 및 공통 전류 파형을 보여줍니다.

텅스텐 전극의 낭비를 줄이기 위해 역극성 전류의 진폭은 양극성보다 크며, 양극과 음극성 펄스 폭의 비율은 약 19:4입니다.

외국 연구에 따르면, 양극과 음극의 진폭 및 펄스 폭 매개 변수는 각 극성에 따라 약간 다를 수 있습니다. 알루미늄 합금표 1에서 볼 수 있듯이

표 1: 다양한 알루미늄 합금의 용접 파라미터(판재 두께 5mm)

알루미늄 합금 소재DCEN 시간/msDCEP 시간/msDCEN 전류/ADCEP 전류/A
5456193130185
2219193140180
5086194145180

VPPAW 키홀 용접의 장점

두 가지 주요 플라즈마 아크가 있습니다. 용접 기술침투 방식과 키홀 방식이 있습니다.

얇은 용접물의 경우 일반적으로 융착 방식이 사용되며, 두꺼운 용접물의 경우 작은 구멍 방식이 더 자주 사용됩니다.

키홀 방식을 사용하면 플라즈마 아크가 용접부를 완전히 녹여 플라즈마 흐름의 힘으로 재료를 관통하는 키홀을 생성합니다.

그런 다음 용융 금속이 열쇠 구멍 주위로 강제 이동합니다.

플라즈마 아크가 용접 방향으로 이동함에 따라 용융 금속이 용접 풀 벽을 따라 흐르고 앞면과 뒷면 모두에서 응고되어 단면 및 양면 용접이 이루어집니다.

보잉사, 호바트사, 나사 마셜 우주 비행 센터에서 실시한 연구에 따르면 키홀은 플라즈마 아크 용접 은 알루미늄 합금 용접에 가장 효과적인 방법입니다.

기존과 비교 TIG 용접작은 구멍 VPPA 용접 기술은 용접 공정에서 많은 장점을 가지고 있습니다.

1. 용접부에 공기 구멍, 슬래그 포함 등과 같은 결함이 거의 없습니다.

키홀 플라즈마에서 아크 용접 공정에서 플라즈마 아크와 키홀을 통한 이온 가스 흐름은 플러싱에 중요한 역할을 합니다.

다른 용접 방법를 사용하면 플라즈마 아크와 이온 가스가 키홀을 통해 흐르면서 용융 금속에 기공을 만들고 슬래그 내포물을 씻어낼 수 있는 가스를 제거합니다.

라이너 노크는 알루미늄 합금의 역극성 키홀 플라즈마 아크 용접을 수행했을 때 TIG 용접에 비해 다공성이 현저히 감소한다는 사실을 발견했습니다. 순수 알루미늄에 대한 용접 효과는 더욱 두드러져 사실상 다공성이 거의 발생하지 않았습니다.

관련 읽기: MIG 용접 대 TIG 용접

2. 용접 가능한 두께의 범위가 넓습니다.

플라즈마 아크는 강력한 관통력을 자랑하며 6mm 두께의 알루미늄 합금을 다양한 위치에서 용접할 수 있습니다.

연구 결과에 따르면 용접 와이어가 채워지지 않은 맞대기 용접 평판의 경우 최대 단일 통과 시간은 용접 두께 는 8mm입니다.

두꺼운 재료를 용접할 때는 수직 용접 방법을 사용해야 합니다.

싱글 패스 관통 용접 두께가 15.9mm 미만인 알루미늄 합금에 허용됩니다.

복잡한 용접 조인트 는 15.9mm보다 두꺼운 알루미늄 합금에 필요한 경우가 많습니다.

현재 25.4mm 두께의 알루미늄 합금은 단일 패스 관통 용접이 가능합니다.

현재 최대 단일 패스 용접 두께는 용접 방법 자체에 의해 제한되는 것이 아니라 오히려 용접력 출처.

의 정격 전력을 높이면 용접 전원를 사용하면 더 두꺼운 재료를 용접할 수 있습니다.

3. 용접 후 용접 부위가 작습니다.

플라즈마 아크 용접의 강력한 침투력으로 인해 용접 후 용접물의 굽힘 변형이 감소하여 집중 가열되고 용융 면적이 작을 뿐만 아니라 키홀 용접을 통해 용접물의 양쪽을 균일하게 가열할 수 있습니다.

기존 용접 방식에 비해 플라즈마 아크 용접은 용접물의 굽힘 변형을 크게 줄여줍니다.

4. 용접의 기계적 특성이 개선되었습니다.

그리고 항복 강도 용접 후 키홀 플라즈마 아크 용접 심의 항복 강도는 TIG 용접 심과 크게 다르지 않습니다. 그러나 루트 심이 제거되고 두꺼워지면 키홀 플라즈마 아크 용접 심의 항복 강도가 TIG 용접 심보다 높습니다. 이는 플라즈마 아크 용접이 다른 아크 용접 방법보다 기계적 특성이 향상되고 용접 변형이 최소화되어 품질이 더 우수하다는 것을 나타냅니다.

5. 높은 효율성과 낮은 비용.

플라즈마 아크 용접은 높은 에너지 밀도와 강력한 침투성으로 인해 용접 가능한 두께가 넓습니다. 따라서 두꺼운 플레이트 용접용접 패스 횟수를 줄이고 다공성 및 슬래그 내포물과 같은 결함을 최소화하기 때문입니다.

그 결과 용접 조인트 변형이 최소화되어 용접 후 검사 및 수리의 필요성이 줄어듭니다. 또한 이 홈은 조인트에 사용할 수 있고 오일 오염에 덜 민감하므로 용접 전 준비가 덜 필요합니다.

플라즈마 아크 용접은 TIG 및 MIG 용접에 비해 효율성과 비용 면에서 모두 우수합니다. 고효율, 저비용 용접 방식입니다.

알루미늄 합금용 VPPAW 용접 공정의 결함

1. 다음과 같은 수많은 변수가 있습니다. 용접 매개변수 사양 범위가 좁습니다.

2. 사용되는 용접 공정은 자동으로만 수행할 수 있는 상향 수직 용접 방식입니다.

3. 용접 품질은 용접 건에 의해 크게 영향을 받으며 노즐의 수명은 제한되어 있습니다.

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Shane
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Shane

MachineMFG 설립자

MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.

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