Imagine uma técnica de soldadura que oferece precisão, eficiência e versatilidade, ao mesmo tempo que minimiza os defeitos. A Soldadura por Arco com Plasma de Polaridade Variável (VPPAW) consegue exatamente isso para as ligas de alumínio. Ao ajustar independentemente os parâmetros de corrente, proporciona uma distribuição óptima do calor do arco, reduz o desgaste do elétrodo e assegura uma soldadura sem falhas. Este artigo explora os princípios, as vantagens e as aplicações do VPPAW, destacando o seu desempenho superior em comparação com os métodos tradicionais. Mergulhe para compreender como o VPPAW pode revolucionar a soldadura de alumínio, proporcionando juntas mais resistentes e sem defeitos, com propriedades mecânicas melhoradas e uma boa relação custo-eficácia.
A soldadura por arco plasma de polaridade variável (VPPAW), nomeadamente a soldadura por arco plasma AC de onda quadrada assimétrica, é um novo processo de soldadura eficiente desenvolvido para o alumínio e suas ligas.
Esta técnica de soldadura combina os benefícios da soldadura TIG de polaridade variável e da soldadura por arco plasma. Permite o ajuste independente de parâmetros-chave como a frequência da corrente, a amplitude e a relação do tempo de passagem da meia-onda positiva e negativa para satisfazer os requisitos específicos do processo de soldadura.
Isto resulta numa distribuição mais razoável do calor do arco, minimizando a perda do elétrodo de tungsténio e assegurando a fusão da soldadura e a remoção automática de qualquer película de óxido na superfície. Além disso, a elevada densidade de energia, a velocidade e a forte força do arco elétrico do feixe de plasma podem criar eficazmente uma poça de fusão perfurante, permitindo a fusão de uma ou duas faces. soldadura de alumínio placas de liga metálica.
O arco de plasma de polaridade variável tecnologia de soldadura é utilizado principalmente para a soldadura de várias ligas de alumínio.
A espessura da liga de alumínio que pode ser obtida num único passe de soldadura é de 25,4 mm.
VPPAW, ou Polaridade Variável Arco de plasma Welding, é conhecido pela sua capacidade de ajustar independentemente a amplitude da corrente positiva (DCEN), a amplitude da corrente de polaridade inversa (DCEP) e a relação de duração da corrente de polaridade positiva e inversa em cada ciclo. Esta caraterística contribui para melhorar a penetração da soldadura e a remoção da película de óxido da liga de alumínio.
Na soldadura de ligas de alumínio, a VPPAW utiliza o pequeno orifício vertical ascendente processo de soldaduraque não só ajuda na formação da soldadura na parte da frente, mas também facilita a libertação de hidrogénio da poça de fusão, reduzindo assim os defeitos de porosidade na liga de alumínio. Como resultado, este método é referido como a técnica de "soldadura com zero defeitos".
Fig. 1a: Esquema de soldadura
Fig. 1b: Forma de onda de polaridade variável
A Fig. 1 mostra a soldadura vertical por perfuração VPPA e a forma de onda da corrente comum.
Para diminuir o desperdício do elétrodo de tungsténio, a amplitude da corrente de polaridade inversa é maior do que a da polaridade positiva, com uma relação de largura de impulso de polaridade positiva para negativa de aproximadamente 19:4.
De acordo com estudos estrangeiros, os parâmetros de amplitude e largura de impulso para polaridades positivas e negativas podem variar ligeiramente para diferentes ligas de alumínioconforme demonstrado no Quadro 1.
Tabela 1: Parâmetros de soldadura de várias ligas de alumínio (espessura da chapa de 5 mm)
| Materiais em liga de alumínio | Tempo DCEN/ms | Tempo DCEP/ms | DCEN corrente/A | DCEP atual/A |
| 5456 | 19 | 3 | 130 | 185 |
| 2219 | 19 | 3 | 140 | 180 |
| 5086 | 19 | 4 | 145 | 180 |
Existem dois tipos principais de arco de plasma técnicas de soldadura: o método de penetração e o método do buraco da fechadura.
Para soldaduras finas, o método de fusão é normalmente utilizado, enquanto que para soldaduras espessas, o método de furos pequenos é mais frequentemente utilizado.
Ao utilizar o método do buraco da fechadura, o arco de plasma funde completamente a soldadura e cria um buraco da fechadura que penetra no material sob a força do fluxo de plasma.
O metal fundido é então forçado à volta do buraco da fechadura.
À medida que o arco de plasma se move na direção da soldadura, o metal fundido flui ao longo da parede do banho de soldadura e solidifica tanto na parte da frente como na parte de trás, resultando em soldadura de uma ou duas faces.
A investigação levada a cabo pela Boeing Company, Hobart Company e NASA Marshall Space Flight Center demonstrou que o buraco da fechadura soldadura por arco de plasma é o método mais eficaz para soldar ligas de alumínio.
Em comparação com os tradicionais Soldadura TIGA técnica de soldadura VPPA de furos pequenos tem muitas qualidades vantajosas no processo de soldadura.
No plasma do buraco da fechadura soldadura por arco No processo de lavagem, o arco de plasma e o fluxo de gás iónico através do buraco da fechadura desempenham um papel importante.
Em comparação com outros métodos de soldaduraO arco de plasma e o fluxo de gás iónico através do buraco da fechadura removem qualquer gás que, de outra forma, criaria poros no metal fundido e lavaria as inclusões de escória.
Reiner knock descobriu que quando a soldadura por arco de plasma com buraco de fechadura de polaridade inversa de ligas de alumínio foi realizada, a porosidade foi significativamente reduzida em comparação com a soldadura TIG. O efeito da soldadura em alumínio puro foi ainda mais pronunciado, resultando praticamente em nenhuma porosidade.
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O arco de plasma possui uma potente capacidade de penetração e é capaz de soldar ligas de alumínio de 6 mm de espessura em várias posições.
Os resultados da investigação indicam que, para chapas planas soldadas a topo com um fio de soldadura sem enchimento, o valor máximo de um passe único espessura de soldadura é de 8 mm.
Ao soldar materiais mais espessos, deve ser utilizado o método de soldadura vertical.
Passagem única soldadura por penetração é permitido para ligas de alumínio com menos de 15,9 mm de espessura.
Complexo juntas de soldadura são frequentemente necessárias para ligas de alumínio com espessura superior a 15,9 mm.
Atualmente, as ligas de alumínio com 25,4 mm de espessura podem ser submetidas à soldadura por penetração de um só passo.
Atualmente, a espessura máxima da soldadura de passagem única não parece ser limitada pelo método de soldadura em si, mas sim pela potência do potência de soldadura fonte.
Ao aumentar a potência nominal do fonte de energia de soldadura, torna-se possível soldar materiais mais espessos.
A deformação por flexão da soldadura após a soldadura é reduzida devido à forte capacidade de penetração da soldadura por arco de plasma, o que resulta num aquecimento concentrado e numa pequena área de fusão, bem como num aquecimento uniforme de ambos os lados da soldadura através da soldadura por buraco de fechadura.
Em comparação com os métodos de soldadura tradicionais, a soldadura por arco plasma reduz significativamente a deformação por flexão da soldadura.
O limite de elasticidade do cordão de soldadura por arco com plasma de buraco de fechadura não é significativamente diferente do cordão de soldadura TIG após a soldadura. No entanto, se a raiz do cordão for removida e engrossada, o limite de elasticidade do cordão de soldadura por arco de plasma com buraco de fechadura é superior ao do cordão de soldadura TIG. Isto indica que a soldadura por arco de plasma tem uma qualidade superior a outros métodos de soldadura por arco, com propriedades mecânicas melhoradas e deformação mínima da soldadura.
Devido à sua elevada densidade de energia e forte penetrabilidade, a soldadura por arco plasma tem uma grande espessura soldável. Isto torna-a ideal para soldadura de placaspois reduz o número de passes de soldadura e minimiza defeitos como a porosidade e as inclusões de escória.
O resultado juntas soldadas têm uma deformação mínima, reduzindo a necessidade de inspeção e reparação pós-soldadura. Além disso, a ranhura pode ser utilizada para juntas e é menos sensível à contaminação por óleo, exigindo menos preparação antes da soldadura.
Em comparação com a soldadura TIG e MIG, a soldadura por arco plasma é mais eficiente e económica. É um método de soldadura de alta eficiência e baixo custo.
1. Existem numerosas variáveis em parâmetros de soldadura com uma gama estreita de especificações.
2. O processo de soldadura utilizado é o método de soldadura vertical ascendente, que só pode ser efectuado automaticamente.
3. A qualidade da soldadura é grandemente afetada pela pistola de soldadura, e o bocal tem uma vida útil limitada.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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